BRPI1007230B1 - polypeptide showing stx2 antigenicity, uses thereof, composition comprising stx2 and host cell - Google Patents

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Melton-Celsa Angela
Sinclair James
Smith Michael
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Henry M Jackson Found Advancement Military Medicine Inc
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Abstract

polipeptídeo apresentando a antigenicidade de stx2, seus usos, composição compreendendo o mesmo e célula hospedeira a invenção refere-se à descoberta do epítopo na proteína de stx2 para o anticorpo 11e10. a invenção apresenta composições contendo polipeptídeos não completos de stx2 que incluem o epítopo do anticorpo monoclonal 11e10. a invenção também apresenta métodos para produção de anticorpos anti-stx2 específicos para o epítopo 11e10 da proteína stx2. adicionalmente, a invenção apresenta métodos para o tratamento de um indivíduo com, ou em risco de desenvolver, a doença associada à toxina de shiga (por exemplo, síndrome hemolítico-urêmica e doenças associadas à infecção por e. coli e s. dysenteriae) com um polipeptídeo que inclui o epítopo 11e10 ou com um anticorpo anti-stx2 desenvolvido usando os métodos da invenção. além disso, a invenção apresenta a detecção de stx2 em uma amostra usando os anticorpos desenvolvidos usando os métodos da invenção.polypeptide showing the antigenicity of stx2, its uses, composition comprising it and host cell The invention relates to the discovery of epitope on stx2 protein for antibody 11e10. The invention provides compositions containing non-complete stx2 polypeptides which include the epitope of monoclonal antibody 11e10. The invention also provides methods for producing anti-stx2 antibodies specific for stx2 protein epitope 11e10. Additionally, the invention provides methods for treating an individual with or at risk of developing shiga toxin-associated disease (e.g., hemolytic uremic syndrome and diseases associated with E. coli and S. dysenteriae infection) with a polypeptide that includes the epitope 11e10 or with an anti-stx2 antibody developed using the methods of the invention. In addition, the invention features detection of stx2 in a sample using antibodies developed using the methods of the invention.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para POLIPEPTÍDEO APRESENTANDO A ANTIGENICIDADE DE STX2, SEUS USOS, COMPOSIÇÃO COMPREENDENDO O MESMO E CÉLULA HOSPEDEIRA.DESCRIPTION REPORT OF THE INVENTION PATENT FOR POLYPEPTIDE SHOWING THE ANTIGENICITY OF STX2, ITS USES, COMPOSITION UNDERSTANDING THE SAME AND HOST CELL.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

Em geral, a invenção refere-se ao campo do tratamento e prevenção de doenças associadas à toxina de Shiga.In general, the invention relates to the field of treatment and prevention of diseases associated with Shiga toxin.

Nos Estados Unidos, a Escherichia coli produtora de toxina de Shiga (Stx) (STEC) responde por cerca de 110.000 infecções por ano. A E. coli entero-hemorrágica (EHEC), principalmente o sorotipo O157:H7, é um subconjunto de STEC que é conhecido por produzir doença mediada por Stx. Uma possível complicação de uma infecção com um organismo produtor de Stx é a síndrome hemolítico-urêmica (SHU), que é caracterizada por anemia hemolítica, trombocitopenia trombótica e insuficiência renal. Há uma taxa de mortalidade de aproximadamente 50-10% para aqueles com SHU e os sobreviventes podem ter lesões renais duradouras. Atualmente, não existem terapias ou vacinas aprovadas pela FDA para combater ou prevenir a enfermidade de uma doença mediada por Stx, mas várias opções promissoras para o futuro incluem: um anticorpo monoclonal humanizado que se liga e neutraliza Stx2 e um toxoide StxA2/StxB1 quimérico que provoca uma resposta de neutralização e oferece proteção contra um desafio letal por Stx1 ou Stx2 ou Stx1 e Stx2.In the United States, Escherichia coli producing Shiga toxin (Stx) (STEC) accounts for about 110,000 infections per year. Entero-hemorrhagic E. coli (EHEC), mainly serotype O157: H7, is a subset of STEC that is known to produce Stx-mediated disease. A possible complication of an infection with an organism producing Stx is the hemolytic-uremic syndrome (HUS), which is characterized by hemolytic anemia, thrombotic thrombocytopenia and renal failure. There is a mortality rate of approximately 50-10% for those with HUS and survivors may have long-term kidney damage. Currently, there are no FDA-approved therapies or vaccines to fight or prevent disease from a Stx-mediated disease, but several promising options for the future include: a humanized monoclonal antibody that binds and neutralizes Stx2 and a chimeric StxA2 / StxB1 toxoid that causes a neutralization response and provides protection against a lethal challenge by Stx1 or Stx2 or Stx1 and Stx2.

Existem essencialmente dois tipos principais de Stxs: Stx/Stx1 e Stx2. A Stx é produzida a partir da Shigelladysenteriae tipo 1, enquanto Stx1 e Stx2 são produzidas a partir da Escherichia coli. Stx e Stx1 são praticamente idênticas, com apenas uma diferença de aminoácido na subunidade A. As subunidades A e B maduras de Stx1 e Stx2 têm 68 e 73% de similaridade, respectivamente. Apesar das diferenças na sequência de aminoácidos, as estruturas cristalinas de Stx e Stx2 são muito semelhantes (figura 1). Estas toxinas podem ser diferenciadas por antissoros policlonais: antissoros policlonais desenvolvidos contra Stx1 não neutralizam Stx2 e vice-versa. Variantes de Stx1 e Stx2 existem e incluem Stx1c, Stx1d, Stx2c, Stx2d, Stx2d-ativável (Stx2-act), Stx2e e Stx2f.There are essentially two main types of Stxs: Stx / Stx1 and Stx2. Stx is produced from Shigelladysenteriae type 1, while Stx1 and Stx2 are produced from Escherichia coli. Stx and Stx1 are practically identical, with only one amino acid difference in subunit A. The mature subunits A and B of Stx1 and Stx2 have 68 and 73% similarity, respectively. Despite the differences in the amino acid sequence, the crystal structures of Stx and Stx2 are very similar (figure 1). These toxins can be differentiated by polyclonal antisera: polyclonal antisera developed against Stx1 do not neutralize Stx2 and vice versa. Variants of Stx1 and Stx2 exist and include Stx1c, Stx1d, Stx2c, Stx2d, Stx2d-activable (Stx2-act), Stx2e and Stx2f.

Petição 870190087704, de 06/09/2019, pág. 6/14Petition 870190087704, of 09/06/2019, p. 6/14

2/582/58

As toxinas de Shiga são holotoxinas complexas com uma estrutura AB5 . O domínio ativo (A), contém uma /V-glicosidase que depurina o rRNA 28S da subunidade ribossomal 60S, o que interrompe a síntese proteica e, eventualmente, leva à morte celular. A subunidade A é ~ 32 kDa e é proteoliticamente clivada por tripsina ou furina em uma subunidade At de ~ 28 kDa e um peptídeo A2 de ~ 5 kDa, que estão conectados por meio de uma única ligação de dissulfeto. A subunidade Ai contém o domínio ativo e o peptídeo A2 não liga covalentemente o domínio ativo ao domínio de ligação (B). O domínio (B) é composto por cinco monômeros de ~ 7,7 kDa idênticos, que formam um pentâmero através do qual a extremidade C-terminal do peptídeo A2 atravessa. Cada um dos monômeros da subunidade B tem dois resíduos de cisteína que formam uma ligação de dissulfeto dentro de cada monômero. O pentâmero B se liga ao globotriaosil ceramida de receptor eucariótico (Gbs) (ou Gb4 como é o caso da Stx2e).Shiga toxins are complex holotoxins with an AB 5 structure. The active domain (A) contains a / V-glycosidase that purifies 28S rRNA from the 60S ribosomal subunit, which interrupts protein synthesis and eventually leads to cell death. The A subunit is ~ 32 kDa and is proteolytically cleaved by trypsin or furin into an At subunit of ~ 28 kDa and an A 2 peptide of ~ 5 kDa, which are connected via a single disulfide bond. The Ai subunit contains the active domain and peptide A 2 does not covalently link the active domain to the binding domain (B). Domain (B) is composed of five identical monomers of ~ 7.7 kDa, which form a pentamer through which the C-terminal end of the A 2 peptide crosses. Each of the B subunit monomers has two cysteine residues that form a disulfide bond within each monomer. Pentamer B binds to eukaryotic receptor (Gbs) globotriaosyl ceramide (or Gb4 as is the case with Stx2e).

Apesar dos resultados conhecidos da exposição a estas toxinas, atualmente não existe cura nem vacina conhecida para as doenças mediadas por Stx. O uso de antibióticos pode agravar a situação, aumentando a liberação da toxina a partir de bactérias. Assim, há uma necessidade de um composto para prevenir ou tratar as complicações da infecção por EHEC produzidas pela toxina de Shiga. Esse composto podería ser usado para tratar indivíduos infectados e diminuir os efeitos sistêmicos da toxina sobre o SNC, sangue e rins. Além disso, se a toxina pudesse ser neutralizada, os antibióticos poderiam ser seguramente dados para matar as bactérias no trato Gl. O tratamento com antibióticos para a infecção por STEC é contraindicado, devido ao potencial de aumento da produção da toxina pelo antibiótico mediante a indução do fago que carrega o gene da toxina. Esse composto também poderia ser usado para prevenir complicações da infecção por tratar indivíduos expostos ou de alto risco antes deles adquirirem a infecção por EHEC. Tais indivíduos incluiríam crianças em creches ou idosos em asilos, onde um caso de diarréia por EHEC fosse identificado. Estes indivíduos estão sob maior risco de desenvolver a infecção por EHEC, frequentemente com complicações graves e a propagação da EHEC nestes ambientes não éDespite the known results of exposure to these toxins, there is currently no known cure or vaccine for Stx-mediated diseases. The use of antibiotics can aggravate the situation, increasing the release of the toxin from bacteria. Thus, there is a need for a compound to prevent or treat the complications of EHEC infection produced by the Shiga toxin. This compound could be used to treat infected individuals and decrease the systemic effects of the toxin on the CNS, blood and kidneys. In addition, if the toxin could be neutralized, antibiotics could be safely given to kill bacteria in the GI tract. Antibiotic treatment for STEC infection is contraindicated due to the potential for increased production of the toxin by the antibiotic by induction of the phage that carries the toxin gene. This compound could also be used to prevent complications from infection by treating exposed or high-risk individuals before they acquire EHEC infection. Such individuals would include children in daycare centers or elderly people in nursing homes, where a case of EHEC diarrhea was identified. These individuals are at greater risk of developing EHEC infection, often with serious complications and the spread of EHEC in these environments is not

3/58 incomum.3/58 unusual.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

O anticorpo monoclonal 11E10 reconhece a subunidade A da Stx2 e neutraliza sua citotoxicidade. Apesar da similaridade de sequência de aminoácidos (aa) de 68% entre StxA1 e StxA2, o anticorpo monoclonal 11E10 não se liga à StxA1. Descobriu-se que o epitopo 11E10 encerra um epitopo descontínuo, ou conformacional, que abrange três regiões no monômero de StxA2. As três regiões de dissimilaridade, que incluem aa 4249 (SEQ ID NO: 1), 96-100 (SEQ ID NO: 2) e 244-259 (SEQ ID NO: 3), encontram-se localizadas próximas umas das outras na estrutura de cristal da subunidade A de Stx2. Portanto, descobriu-se que o epitopo 11E10 inclui pelo menos uma, duas ou todas as três sequências estabelecidas nas SEQ ID NOs: 1,2e3.The monoclonal antibody 11E10 recognizes the A subunit of Stx2 and neutralizes its cytotoxicity. Despite the 68% amino acid sequence (aa) similarity between StxA1 and StxA2, monoclonal antibody 11E10 does not bind to StxA1. The 11E10 epitope was found to contain a discontinuous, or conformational, epitope that spans three regions in the StxA2 monomer. The three regions of dissimilarity, which include aa 4249 (SEQ ID NO: 1), 96-100 (SEQ ID NO: 2) and 244-259 (SEQ ID NO: 3), are located close to each other in the structure crystal of the A subunit of Stx2. Therefore, the 11E10 epitope was found to include at least one, two, or all three sequences set out in SEQ ID NOs: 1.2e3.

Consequentemente, a invenção caracteriza um polipeptideo que inclui pelo menos uma, duas ou três das sequências de aminoácidos estabelecidas nas SEQ ID NOs: 1, 2 e 3, onde o polipeptideo não é a Stx2 completa. O polipeptideo inclui pelo menos a sequência de aminoácidos estabelecida na SEQ ID NO: 1. É desejado que o polipeptideo inclua as sequências de aminoácidos estabelecidas nas SEQ ID NOs: 1 e 2, ou, mais desejávelmente, SEQ ID NOs: 1, 2 e 3. Em uma modalidade, uma ou mais das sequências apresentadas como SEQ ID NOs: 1, 2 e 3 são inseridas em uma estrutura de proteína não Stx2. Em certas modalidades, a estrutura de proteína é uma proteína que possui considerável identidade com a Stx1 ou seu fragmento, por exemplo, pelo menos 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% ou 100% de identidade. Em uma modalidade, a estrutura de proteína é de Stx1, Stx ou Stx1 portando uma ou mais mutações pontuais conservativas. Em outra modalidade, o polipeptideo da invenção inclui uma sequência de aminoácidos que possui considerável identidade com a sequência de aminoácidos apresentada como SEQ ID NO: 8. Em ainda outra modalidade, o polipeptideo pode incluir fragmentos de stx2 que incluem as SEQ ID NOs: 1, 2 ou 3; SEQ ID NOs: 1 e 2; ou SEQ ID NOs: 1, 2 e 3, p. ex., aminoácidos 29-297, aminoácidos 1-158, ou aminoácidos 29-128 da se4/58 quência polipeptídica de Stx2, onde o fragmento não é a Stx2 completa. Em algumas modalidades, o fragmento é inserido em uma estrutura de proteína, por exemplo, de Stx ou Stx1.Consequently, the invention features a polypeptide that includes at least one, two or three of the amino acid sequences set out in SEQ ID NOs: 1, 2 and 3, where the polypeptide is not the complete Stx2. The polypeptide includes at least the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1. It is desired that the polypeptide include the amino acid sequences set out in SEQ ID NOs: 1 and 2, or, more desirably, SEQ ID NOs: 1, 2 and 3. In one embodiment, one or more of the sequences presented as SEQ ID NOs: 1, 2 and 3 are inserted into a non-Stx2 protein structure. In certain embodiments, the protein structure is a protein that has considerable identity with Stx1 or its fragment, for example, at least 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97% , 98%, 99% or 100% identity. In one embodiment, the protein structure is Stx1, Stx or Stx1 carrying one or more conservative point mutations. In another embodiment, the polypeptide of the invention includes an amino acid sequence that has considerable identity with the amino acid sequence shown as SEQ ID NO: 8. In yet another embodiment, the polypeptide can include fragments of stx2 that include SEQ ID NOs: 1 , 2 or 3; SEQ ID NOs: 1 and 2; or SEQ ID NOs: 1, 2 and 3, p. e.g., amino acids 29-297, amino acids 1-158, or amino acids 29-128 of the polypeptide sequence of Stx2, where the fragment is not the complete Stx2. In some embodiments, the fragment is inserted into a protein structure, for example, from Stx or Stx1.

A invenção também caracteriza um polipeptídeo que inclui uma sequência de aminoácidos que possui considerável identidade com um fragmento da sequência de aminoácidos apresentada como SEQ ID NO: 8. Em uma modalidade, o fragmento inclui uma sequência que possui pelo menos 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% ou 100% de identidade aos aminoácidos 64-122 da SEQ ID NO: 8 e ainda inclui pelo menos a sequência de aminoácidos apresentada como SEQ ID NO: 1. De preferência, o fragmento ainda compreende a(s) sequência(s) de aminoácidos apresentada(s) como SEQ ID NO: 2 ou SEQ ID NOs: 2 e 3. O fragmento pode ter, por exemplo, 20, 40, 59, 60, 150, 200, 219, 236, 250, 300 ou 314 aminoácidos de comprimento. Em certas modalidades, o polipeptídeo é detoxificado. Todos os polipeptídeos mencionados acima são abrangidos pelo termo polipeptídeos da invenção.The invention also features a polypeptide that includes an amino acid sequence that has considerable identity with a fragment of the amino acid sequence shown as SEQ ID NO: 8. In one embodiment, the fragment includes a sequence that has at least 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or 100% identity to amino acids 64-122 of SEQ ID NO: 8 and further includes at least the amino acid sequence shown as SEQ ID NO: 1. Preferably, the fragment still comprises the amino acid sequence (s) shown as SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NOs: 2 and 3. The fragment it can be, for example, 20, 40, 59, 60, 150, 200, 219, 236, 250, 300 or 314 amino acids in length. In certain embodiments, the polypeptide is detoxified. All of the polypeptides mentioned above are covered by the term polypeptides of the invention.

A invenção também inclui moléculas de ácido nucleico, inclusive quando o ácido nucleico está ligado a um construto de expressão em um vetor e quando este vetor é inserido em uma célula hospedeira, codificando quaisquer dos polipeptídeos da invenção.The invention also includes nucleic acid molecules, including when the nucleic acid is linked to an expression construct in a vector and when this vector is inserted into a host cell, encoding any of the polypeptides of the invention.

Em um aspecto relacionado, a invenção caracteriza uma composição para estimular uma resposta imune contra Stx2 usando qualquer um dos polipeptídeos da invenção. É desejado que o polipeptídeo inclua as sequências apresentadas como SEQ ID NOs: 1 e 2 ou, mais desejavelmente, 1, 2 e 3. Em quaisquer dessas modalidades, a composição pode incluir ainda um adjuvante. Em certas modalidades, a composição não estimula uma resposta imune contra Stx1.In a related aspect, the invention features a composition to stimulate an immune response against Stx2 using any of the polypeptides of the invention. It is desired that the polypeptide include the sequences presented as SEQ ID NOs: 1 and 2 or, more desirably, 1, 2 and 3. In any of these embodiments, the composition may further include an adjuvant. In certain embodiments, the composition does not stimulate an immune response against Stx1.

A invenção também caracteriza o uso de quaisquer dos polipeptídeos da invenção (p. ex., uma estrutura de proteína como de Stx1 em que as sequências de aminoácidos apresentadas em pelo menos uma, duas ou três das SEQ ID NOs: 1, 2 ou 3 são inseridas). Tais peptídeos podem ser úteis para a imunização contra ou tratamento de qualquer doença associadaThe invention also features the use of any of the polypeptides of the invention (e.g., a protein structure such as Stx1 in which the amino acid sequences shown in at least one, two or three of SEQ ID NOs: 1, 2 or 3 are inserted). Such peptides may be useful for immunizing against or treating any associated disease

5/58 à toxina de Shiga, incluindo a síndrome hemolítico-urêmica e doenças associadas à infecção por E. coli e S. dysenteríae . Em uma modalidade, o peptídeo tem pelo menos 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% ou 100 % de identidade de sequência com a sequência de aminoácidos apresentada como SEQ ID NO: 8. Em outro aspecto, a invenção caracteriza um método de produção de um anticorpo antiStx2 (por exemplo, anticorpos monoclonais e policlonais) ou seus fragmentos que se ligam especificamente ao epitopo 11E10 de Stx2. Esses anticorpos ou fragmentos se ligam especificamente a Stx2 e não a Stx1. Este método inclui a imunização de um mamífero com um polipeptideo que inclui um fragmento de Stx2 (isto é, não a Stx2 completa) que inclui pelo menos uma, duas ou três das sequências apresentadas como SEQ ID NOs: 1, 2 e 3, onde este polipeptideo não inclui a Stx2 completa. Preferencialmente, o método inclui o uso de um polipeptideo contendo pelo menos a sequência apresentada como SEQ ID NO: 1, de mais preferivelmente as sequências apresentadas como SEQ ID NOs: 1 e 2 e ainda mais preferencialmente as sequências apresentadas como SEQ ID NOs: 1,2 e 3. Em uma modalidade, o peptídeo inclui uma estrutura de proteína, por exemplo, uma proteína com considerável identidade com Stx1, na qual uma ou mais das sequências de aminoácidos apresentadas como SEQ ID NOs: 1, 2 e 3 estão inseridas. O método pode incluir a imunização do mamífero com um polipeptideo contendo o epitopo 11E10, por exemplo, conforme aqui descrito, quando o polipeptideo não inclui a Stx2 completa. Em uma modalidade, um mamífero é imunizado com um polipeptideo contendo uma sequência de aminoácidos com considerável identidade com a sequência de aminoácidos apresentada na SEQ ID NO: 8. Anticorpos anti-Stx2 produzidos pelos métodos acima podem ser selecionados usando métodos padrões conhecidos na técnica ou descritos neste documento, incluindo, por exemplo, o ensaio de neutralização in vitro, para identificar anticorpos que se ligam especificamente a Stx2 e não a Stx1. O polipeptideo imunogênico e métodos de preparação deste polipeptideo, junto com a molécula de ácido nucleico que codifica este polipeptideo (inclusive quando este ácido nucleico está ligado a um constru5/58 to Shiga toxin, including hemolytic-uremic syndrome and diseases associated with infection by E. coli and S. dysenteríae. In one embodiment, the peptide is at least 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or 100% of sequence identity with the amino acid sequence presented as SEQ ID NO: 8. In another aspect, the invention features a method of producing an antiStx2 antibody (for example, monoclonal and polyclonal antibodies) or fragments that specifically bind to the epitope 11E10 from Stx2. These antibodies or fragments bind specifically to Stx2 and not to Stx1. This method includes immunizing a mammal with a polypeptide that includes a fragment of Stx2 (that is, not the complete Stx2) that includes at least one, two or three of the sequences presented as SEQ ID NOs: 1, 2 and 3, where this polypeptide does not include the complete Stx2. Preferably, the method includes the use of a polypeptide containing at least the sequence shown as SEQ ID NOs: 1, more preferably the sequences shown as SEQ ID NOs: 1 and 2 and even more preferably the sequences shown as SEQ ID NOs: 1 , 2 and 3. In one embodiment, the peptide includes a protein structure, for example, a protein with considerable identity to Stx1, in which one or more of the amino acid sequences presented as SEQ ID NOs: 1, 2 and 3 are inserted . The method may include immunizing the mammal with a polypeptide containing the 11E10 epitope, for example, as described herein, when the polypeptide does not include the complete Stx2. In one embodiment, a mammal is immunized with a polypeptide containing an amino acid sequence with considerable identity to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 8. Anti-Stx2 antibodies produced by the above methods can be selected using standard methods known in the art or described in this document, including, for example, the in vitro neutralization assay, to identify antibodies that specifically bind to Stx2 and not to Stx1. The immunogenic polypeptide and methods of preparing this polypeptide, together with the nucleic acid molecule encoding this polypeptide (including when this nucleic acid is attached to a construct

6/58 to de expressão em um vetor e quando este vetor é inserido em uma célula hospedeira), também são incluídos como aspectos relacionados da invenção.6/58 of expression in a vector and when this vector is inserted into a host cell), are also included as related aspects of the invention.

A invenção também caracteriza anticorpos anti-Stx2 ou seus fragmentos que se ligam especificamente ao epitopo 11E10 de Stx2, onde os anticorpos ou seus fragmentos se ligam especificamente a Stx2 e não a Stx1. Anticorpos preferidos da invenção se ligam a um epitopo que inclui pelo menos uma, duas ou as três sequências apresentadas como SEQ ID NOs: 1, 2 e 3, desejavelmente, incluindo pelo menos a SEQ ID NO: 1, mais desejavelmente incluindo pelo menos as SEQ ID NOs: 1 e 2 e o mais desejavelmente contendo as SEQ ID NOs: 1, 2 e 3. O epitopo do anticorpo pode ser um epitopo conformacional, onde as sequências de aminoácidos estão em proximidade com base na conformação da estrutura da proteína, por exemplo, como nas proteínas quiméricas descritas neste documento, onde uma ou mais das sequências de Stx2 apresentadas como SEQ ID NOs: 1, 2 e 3 são inseridas em uma estrutura de proteína consideravelmente idêntica a Stx1. Os anticorpos podem ser anticorpos de IgG, IgM, IgE, IgD, IgA, Fab, Fv, monoclonais e policlonais, ou fragmentos de anticorpo e podem ser desenvolvidos por meio dos métodos descritos neste documento. Os anticorpos se ligam de preferência a Stx2 com um Ka inferior a 100 nM, 50 nM, 10 nM, 1 nM, 100 pM ou 1 pM ou inferior. Em um exemplo, o anticorpo da invenção inibe a ligação do anticorpo 11E10 a Stx2 ou a uma proteína quimérica contendo o epitopo 11E10, incluindo uma inibição com um valor de Ka entre 100 nM e 1 pM. Um anticorpo da invenção pode inibir a ligação de Stx2 ao receptor eucariótico globotriaosil ceramida (Gb3). Os anticorpos anti-Stx2 da invenção especificamente excluem quaisquer formas de camundongo, humanizadas, ou quiméricas dos seguintes anticorpos 11E10, TMA-15, VTM1.1, 5C12 (incluindo o anticorpo monoclonal humano 5C12 e r5C12), 6G3, 5H8, 11F11, 11G10 , 2E1, 10E10, IG3, 2F10, 3E9, 4H9, 5A4, 5F3, 5C11, 1A4, 1A5, BC5 BB12, DC1 EH5, EA5 BA3, ED5 DF3, GB6, BA4 e anticorpos cüStx2. A invenção inclui ainda uma linhagem de células de hibridoma que produz qualquer um dos anticorpos da invenção.The invention also features anti-Stx2 antibodies or fragments that specifically bind to the 11x10 epitope of Stx2, where the antibodies or their fragments specifically bind to Stx2 and not to Stx1. Preferred antibodies of the invention bind to an epitope that includes at least one, two or three sequences presented as SEQ ID NOs: 1, 2 and 3, desirably including at least SEQ ID NO: 1, most desirably including at least the SEQ ID NOs: 1 and 2 and most desirably containing SEQ ID NOs: 1, 2 and 3. The antibody epitope can be a conformational epitope, where the amino acid sequences are in proximity based on the conformation of the protein structure, for example, as in the chimeric proteins described in this document, where one or more of the sequences of Stx2 presented as SEQ ID NOs: 1, 2 and 3 are inserted into a protein structure considerably identical to Stx1. The antibodies can be IgG, IgM, IgE, IgD, IgA, Fab, Fv, monoclonal and polyclonal antibodies, or antibody fragments and can be developed using the methods described in this document. Antibodies preferably bind to Stx2 with a Ka of less than 100 nM, 50 nM, 10 nM, 1 nM, 100 pM or 1 pM or less. In one example, the antibody of the invention inhibits binding of the 11E10 antibody to Stx2 or to a chimeric protein containing the 11E10 epitope, including an inhibition with a Ka value between 100 nM and 1 pM. An antibody of the invention can inhibit the binding of Stx2 to the eukaryotic globotriaosyl ceramide (Gb3) receptor. The anti-Stx2 antibodies of the invention specifically exclude any mouse, humanized, or chimeric forms of the following 11E10, TMA-15, VTM1.1, 5C12 antibodies (including human monoclonal antibody 5C12 and r5C12), 6G3, 5H8, 11F11, 11G10 , 2E1, 10E10, IG3, 2F10, 3E9, 4H9, 5A4, 5F3, 5C11, 1A4, 1A5, BC5 BB12, DC1 EH5, EA5 BA3, ED5 DF3, GB6, BA4 and cüStx2 antibodies. The invention further includes a hybridoma cell line that produces any of the antibodies of the invention.

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Ainda outro aspecto da invenção caracteriza um método de detecção de Stx2 em uma amostra biológica (por exemplo, tecido, célula, extrato celular, fluido corporal e amostra de biópsia) usando quaisquer dos anticorpos anti-Stx2 da invenção. Métodos de detecção da invenção incluem, sem limitação, ELISA, RIA, transferência de Western (Western blotting), imunoprecipitação e citometria de fluxo. A invenção inclui o diagnóstico de uma doença associada à toxina de Shiga com base na identificação de Stx2 em uma amostra. A invenção também caracteriza um kit de teste imunológico para a detecção de uma doença associada à toxina de Shiga, o kit incluindo um anticorpo da invenção e um meio para detectar uma interação entre o anticorpo e a Stx2 presente na amostra.Yet another aspect of the invention features a method of detecting Stx2 in a biological sample (e.g., tissue, cell, cell extract, body fluid and biopsy sample) using any of the anti-Stx2 antibodies of the invention. Detection methods of the invention include, without limitation, ELISA, RIA, Western blotting, immunoprecipitation and flow cytometry. The invention includes the diagnosis of a disease associated with Shiga toxin based on the identification of Stx2 in a sample. The invention also features an immunological test kit for detecting a disease associated with Shiga toxin, the kit including an antibody of the invention and a means for detecting an interaction between the antibody and the Stx2 present in the sample.

Ainda outro aspecto da invenção caracteriza um método para tratar uma doença associada à toxina de Shiga usando um anticorpo conforme provido neste documento ou conforme produzido por qualquer um dos métodos anteriores. Exemplos de doenças associadas à toxina de Shiga incluem a síndrome hemolítico-urêmica (SHU) e doenças associadas à infecção por E. coli e S. dysenteriae. Estes anticorpos podem ser administrados em combinação com outras terapias, incluindo, mas não se limitando a, os anticorpos que se ligam especificamente a outras proteínas associadas à toxina de Shiga (p. ex., Stx1).Yet another aspect of the invention features a method of treating a disease associated with Shiga toxin using an antibody as provided herein or as produced by any of the foregoing methods. Examples of diseases associated with Shiga toxin include hemolytic-uremic syndrome (HUS) and diseases associated with infection by E. coli and S. dysenteriae. These antibodies can be administered in combination with other therapies, including, but not limited to, antibodies that specifically bind to other proteins associated with Shiga toxin (eg, Stx1).

Por epítopo 11E10 entende-se uma sequência de aminoácidos que, quer como resultado da estrutura linear quer como conformação tridimensional, forma o sítio de ligação para o anticorpo 11E10. Este termo pode incluir qualquer proteína Stx2 não completa que inclui sequências idênticas ou com considerável identidade com uma, duas ou três das sequências apresentadas como SEQ ID NOs: 1, 2 e 3 (por exemplo, SEQ ID NOs: 1 e 2 ou SEQ ID NOs: 1, 2 e 3). Em modalidades desejadas, o epítopo 11E10 inclui as SEQ ID NOs: 1 e 2 ou 1, 2 e 3. Um exemplo de uma proteína que inclui um epítopo 11E10 é uma proteína que inclui uma sequência de aminoácidos com considerável identidade com a sequência de aminoácidos apresentada como SEQ ID NO: 8.By epitope 11E10 is meant an amino acid sequence that, either as a result of the linear structure or as a three-dimensional conformation, forms the binding site for the 11E10 antibody. This term can include any non-complete Stx2 protein that includes identical sequences or with considerable identity with one, two or three of the sequences presented as SEQ ID NOs: 1, 2 and 3 (for example, SEQ ID NOs: 1 and 2 or SEQ ID NOs: 1, 2 and 3). In desired embodiments, the 11E10 epitope includes SEQ ID NOs: 1 and 2 or 1, 2 and 3. An example of a protein that includes an 11E10 epitope is a protein that includes an amino acid sequence with considerable identity to the amino acid sequence presented as SEQ ID NO: 8.

Pelos termos anticorpo que se liga especificamente ao epítopoBy the term antibody that specifically binds to the epitope

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11E1O de Stx2 ou anticorpo específico ao epitopo 11E10 entende-se um anticorpo que se liga com um valor de Ka entre 100 nM-1 pM a uma proteína que inclui o epitopo 11E10. Tais anticorpos são também caracterizados por pouca ou nenhuma ligação detectável à proteína Stx1 (por exemplo, com um valor de Ka superior a 100 nM, 200 nM, 500 nM, 1 ΠΜ, 10 üM, 100 ΠΜ, 1 mM ou superior para Stx1). Afinidades de anticorpos podem ser determinadas usando quaisquer dos ensaios conhecidos na técnica, incluindo, mas não se limitando a, ensaio baseado em ressonância de plásmon de superfície, ensaio imunoabsorvente de ligação de enzimas (ELISA) e ensaios de competição (por exemplo, de RIA). Além disso, o anticorpo pode ser submetido a um ensaio de neutralização in vitro, conforme descrito neste documento. Um anticorpo que se liga especificamente ao epitopo 11E10 pode neutralizar o efeito citotóxico da Stx2 em pelo menos 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 75%, ou mais, usando os ensaios descritos neste documento ou conhecidos na técnica. O termo exclui especificamente as seguintes formas de camundongo, quiméricas, humanizadas ou humanas dos seguintes anticorpos antiStx2: 11E10, TMA-15, VTM1.1, 5C12 (incluindo o anticorpo monoclonal humano 5C12 e r5C12 (Akiyoshi e Tzipori (2005) Infect. Immun. 73:40544061), 6G3, 5H8, 11F11, 11G10, 2E1, 10E10 (Perera et al. (1988) J. Clin. Microbiol. 26:2127-2131), IG3, 2F10, 3E9, 4H9, 5A4, 5F3, 5C11, 1A4, 1A5 (Ma et al. (2008) Immunol. Lett. 121:110-115 (2008), BB12 BC5, DC1 EH5, EA5 BA3, ED5 DF3, GB6, BA4 (Downes et al. (1988) Infect. Immun. 56:1926-1933), anticorpos caStx2; anticorpos descritos em Smith et al. ((2006) Vaccine 24:4122-4129), anticorpos descritos em Donohue Rolfe et al. ((1999) Infect Immun. 67:3645-364) e os anticorpos descritos em Sheoran et al. ((2003) Infect Immun. 71:3125-3130).11E1O of Stx2 or 11E10 epitope specific antibody is understood to be an antibody that binds a Ka value between 100 nM-1 pM to a protein that includes the 11E10 epitope. Such antibodies are also characterized by little or no detectable binding to the Stx1 protein (for example, with a Ka value greater than 100 nM, 200 nM, 500 nM, 1 ΠΜ, 10 üM, 100 ΠΜ, 1 mM or greater for Stx1) . Antibody affinities can be determined using any of the assays known in the art, including, but not limited to, assay based on surface plasmon resonance, enzyme binding immunoabsorbent assay (ELISA) and competition assays (for example, RIA ). In addition, the antibody can be subjected to an in vitro neutralization assay, as described in this document. An antibody that specifically binds to the 11E10 epitope can neutralize the cytotoxic effect of Stx2 by at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 75%, or more, using the assays described in this document or known in the art . The term specifically excludes the following mouse, chimeric, humanized or human forms of the following antiStx2 antibodies: 11E10, TMA-15, VTM1.1, 5C12 (including human monoclonal antibody 5C12 and r5C12 (Akiyoshi and Tzipori (2005) Infect. Immun. Immun. 73: 40544061), 6G3, 5H8, 11F11, 11G10, 2E1, 10E10 (Perera et al. (1988) J. Clin. Microbiol. 26: 2127-2131), IG3, 2F10, 3E9, 4H9, 5A4, 5F3, 5C11, 1A4, 1A5 (Ma et al. (2008) Immunol. Lett. 121: 110-115 (2008), BB12 BC5, DC1 EH5, EA5 BA3, ED5 DF3, GB6, BA4 (Downes et al. (1988) Infect Immun. 56: 1926-1933), caStx2 antibodies; antibodies described in Smith et al. ((2006) Vaccine 24: 4122-4129), antibodies described in Donohue Rolfe et al. ((1999) Infect Immun. 67: 3645 -364) and the antibodies described in Sheoran et al. ((2003) Infect Immun. 71: 3125-3130).

Por inibir a ligação entende-se causar uma diminuição em uma ligação de proteína à outra proteína de pelo menos 50%, de preferência de 60%, 70%, 80%, 90%, ou mais, como medido, por exemplo, por transferência de Western conforme aqui descrito ou por ELISA ou pelos ensaios de ligação ao receptor Gb3 conhecidos na técnica.By inhibiting binding is meant to cause a decrease in protein binding to another protein of at least 50%, preferably 60%, 70%, 80%, 90%, or more, as measured, for example, by transfer Western as described herein either by ELISA or by Gb 3 receptor binding assays known in the art.

O termo anticorpo é usado no sentido mais amplo e inclui antiThe term antibody is used in the broadest sense and includes anti

9/58 corpos monoclonais (incluindo anticorpos monoclonais completos), anticorpos policlonais, anticorpos multiespecíficos (por exemplo, anticorpos biespecíficos), ou fragmentos de anticorpos, desde que tais moléculas apresentem uma atividade biológica desejada (por exemplo, a neutralização da toxina Stx2 conforme aqui descrito).9/58 monoclonal bodies (including full-length monoclonal antibodies), polyclonal antibodies, multispecific antibodies (eg bispecific antibodies), or antibody fragments, provided that such molecules have a desired biological activity (eg neutralization of the Stx2 toxin as herein described).

Conforme aqui utilizado, purificado(a) ou isolado(a) refere-se a uma proteína que foi identificada e separada e/ou recuperada de um componente do seu ambiente natural. Componentes contaminantes de seu ambiente natural são materiais que tipicamente interferiríam no diagnóstico ou usos terapêuticos da proteína e podem incluir enzimas, hormônios e outros solutos proteináceos ou não proteináceos.As used herein, purified or isolated refers to a protein that has been identified and separated and / or recovered from a component of its natural environment. Contaminating components of their natural environment are materials that typically interfere with the diagnosis or therapeutic uses of the protein and may include enzymes, hormones and other proteinaceous or non-proteinaceous solutes.

Por destoxificado(a) entende-se alterado(a), por exemplo, por mutação, conjugação ou reticulação, de forma a diminuir a citotoxicidade, ao mesmo tempo em que é mantida a antigenicidade. As versões detoxificadas de Stx2 incluem Stx2 tratada com formaldeido e glutaraldeído e Stx2 com uma mutação Y77S. Outros exemplos não limitantes de proteínas Stx detoxificadas são Stx2, portanto, as mutações Y77S e E167Q (Wen etal. (2006) Vaccine 24: 1142-1148), Stx2, portanto, uma E167D e marcador de 6 histidinas (Robinson et al. (2006) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 103:9667-9672), o toxoide StxA2/StxB1 portando as mutações Y77S, E167Q e R170L (Smith et al, Vaccine 24:4122-4129 (2006)). Outros exemplos são descritos em Gordon et al. (1992) Infect. Immunol. 60(2):485-490).Detoxified (a) means changed, for example, by mutation, conjugation or cross-linking, in order to decrease cytotoxicity, while maintaining antigenicity. Detoxified versions of Stx2 include Stx2 treated with formaldehyde and glutaraldehyde and Stx2 with a Y77S mutation. Other non-limiting examples of detoxified Stx proteins are Stx2, therefore, the Y77S and E167Q mutations (Wen etal. (2006) Vaccine 24: 1142-1148), Stx2, therefore, an E167D and 6 histidine marker (Robinson et al. ( 2006) Proc. Natl. Acad. Sci. US A 103: 9667-9672), the toxoid StxA2 / StxB1 carrying the Y77S, E167Q and R170L mutations (Smith et al, Vaccine 24: 4122-4129 (2006)). Other examples are described in Gordon et al. (1992) Infect. Immunol. 60 (2): 485-490).

Por Stx2 não completa entende-se uma proteína que contém menos de 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60% ou menos dos aminoácidos do polipeptideo de Stx2 completo. Exemplos de Stx2 não completa incluem, mas não estão limitados às sequências de aminoácidos apresentadas como SEQ ID NOs: 4-8. Outros exemplos incluem polipeptídeos que incluem ou consistem nos aminoácidos 29-297, 1-158, ou 29-128 de Stx2, incluindo, por exemplo, os polipeptídeos quiméricos fornecidos na ffigura 1 A. A subunidade A da Stx1 ou Stx2 selvagem ou as toxinas quiméricas descritos neste pedido de patente, todas têm uma sequência-líder de 22 aminoácidos que é removida, gerando assim a proteína da subunidade A madura.By not complete Stx2 is meant a protein that contains less than 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60% or less of the amino acids of the complete Stx2 polypeptide. Examples of incomplete Stx2 include, but are not limited to, the amino acid sequences presented as SEQ ID NOs: 4-8. Other examples include polypeptides that include or consist of the amino acids 29-297, 1-158, or 29-128 of Stx2, including, for example, the chimeric polypeptides provided in figure 1 A. The A subunit of the wild Stx1 or Stx2 or the toxins chimerics described in this patent application, all have a leader sequence of 22 amino acids that is removed, thus generating the mature A subunit protein.

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Para os efeitos deste relatório descritivo, o termo Stx2 completa e numeração de aminoácidos dos fragmentos de Stx2 referem-se à subunidade StxA2 madura completa. Esta subunidade A madura é posteriormente clivada de forma assimétrica pela tripsina ou furina em um fragmento A1 (N-terminal ~ 248 aminoácidos) e um peptídeo A2 (C-terminal de ~ 50 aas). A subunidade A, na forma nativa ou quimérica, geralmente está presente no contexto da holotoxina; entretanto, expressa isoladamente (por exemplo, sem a subunidade B), uma subunidade A ou seu fragmento poderia provocar uma resposta imune contra o epítopo 11E10.For the purposes of this specification, the term Stx2 complete and amino acid numbering of the Stx2 fragments refer to the complete mature StxA2 subunit. This mature A subunit is subsequently cleaved asymmetrically by trypsin or furin into an A1 fragment (N-terminal ~ 248 amino acids) and an A2 peptide (C-terminal ~ 50 aas). The A subunit, in native or chimeric form, is usually present in the context of holotoxin; however, expressed in isolation (for example, without the B subunit), an A subunit or its fragment could elicit an immune response against the 11E10 epitope.

Conforme aqui utilizado, o termo estrutura de proteína ou estrutura refere-se a uma estrutura de proteína que teve inserida em si uma ou mais sequências de aminoácidos de uma proteína heteróloga, p. ex., uma sequência de aminoácidos de Stx2 apresentada como SEQ ID NOs: 1, 2, ou 3. De preferência, a estrutura tridimensional de uma estrutura de proteína é conhecida e os fragmentos da proteína heteróloga são inseridos em locais estratégicos, por exemplo, em alças expostas na superfície ou em regiões de homologia estrutural entre a estrutura da proteína e a proteína heteróloga. A inserção de um fragmento de Stx2 pode ser acompanhada pela deleção seletiva de certas sequências da estrutura da proteína, por exemplo, uma sequência com homologia estrutural com a sequência que será inserida. Neste caso, as sequências não deletadas da estrutura da proteína podem ser utilizadas para determinar o porcentual de identidade de sequência com outra proteína, p. ex., Stx1. Proteínas exemplares que foram utilizadas como estruturas de proteína são Stx ou Stx1 (descritas neste documento), proteína verde fluorescente (Abedi et al. (1998) Nucleic Acids Res. 26:623630) e antígeno 4 associado ao linfócito T citotóxico (CTLA-4) (Hufton et al. (2000) FEBS lett. 475:225-231). Estruturas de proteína especificamente excluem um marcador de proteína, por exemplo, o epítopo FI_AG ou a glutationa-S-transferase, ao final do qual uma sequência de proteína heteróloga é fundida.As used herein, the term protein structure or structure refers to a protein structure that has one or more amino acid sequences of a heterologous protein, e.g. a sequence of Stx2 amino acids presented as SEQ ID NOs: 1, 2, or 3. Preferably, the three-dimensional structure of a protein structure is known and fragments of the heterologous protein are inserted at strategic locations, for example, in loops exposed on the surface or in regions of structural homology between the protein structure and the heterologous protein. The insertion of a fragment of Stx2 can be accompanied by the selective deletion of certain sequences of the protein structure, for example, a sequence with structural homology to the sequence to be inserted. In this case, the undeleted sequences of the protein structure can be used to determine the percentage of sequence identity with another protein, e.g. e.g., Stx1. Exemplary proteins that were used as protein structures are Stx or Stx1 (described in this document), green fluorescent protein (Abedi et al. (1998) Nucleic Acids Res. 26: 623630) and antigen 4 associated with cytotoxic T lymphocyte (CTLA-4 ) (Hufton et al. (2000) FEBS lett. 475: 225-231). Protein structures specifically exclude a protein marker, for example, the FI_AG epitope or glutathione-S-transferase, at the end of which a heterologous protein sequence is fused.

Por considerável identidade entende-se uma sequência de ácidos nucleicos ou aminoácidos que, quando perfeitamente alinhada, por eConsiderable identity means a sequence of nucleic acids or amino acids that, when perfectly aligned, by and

11/58 xemplo, usando os métodos descritos abaixo, compartilha pelo menos 75, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% ou 100% de identidade de sequência com uma segunda sequência de ácidos nucleicos ou aminoácidos, por exemplo, uma proteína Stx2, Stx1, ou quimé5 rica, como aquela apresentada como SEQ ID NO: 8. Identidade considerável pode ser usada para se referir a vários tipos e comprimentos de sequência, como uma sequência completa, epítopos ou peptídeos imunogênicos, domínios funcionais, sequências codificantes e/ou regulatórias, éxons, introns, promotores e sequências genômicas. O porcentual de identidade entre duas sequências polipeptídicas ou de ácidos nucleicos é determinado de várias maneiras que estão dentro da habilidade na técnica, por exemplo, utilizando programas de computador à disposição do público, tais como alinhamento de Smith e Waterman (Smith, T. F. and M. S. Waterman (1981) J. Mol, Biol. 147:195-7); Best Fit (Smith e Waterman (1981) Advances in Ap15 plied Mathematics, 482-489) como incorporado em GeneMatcher Plus®(Schwarz e Dayhof (1979) Atlas of Protein Sequence and Structure, Dayhoff, M.O., Ed pp 353-358); o programa BLAST (Ferramenta de Busca e Alinhamento Local Básico (Altschul, S. F., W. Gish, et al. (1990) J. Mol. Biol. 215: 403-10), BLAST-2, BLAST-P, BLAST-N, BLAST-X, WU-BLAST-2,11/58 example, using the methods described below, shares at least 75, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99 % or 100% sequence identity with a second nucleic acid or amino acid sequence, for example, a Stx2, Stx1, or chimeric protein, such as that presented as SEQ ID NO: 8. Considerable identity can be used to refer to various sequence types and lengths, such as a complete sequence, immunogenic epitopes or peptides, functional domains, coding and / or regulatory sequences, exons, introns, promoters and genomic sequences. The percentage of identity between two polypeptide or nucleic acid sequences is determined in various ways that are within the skill of the art, for example, using publicly available computer programs, such as Smith and Waterman alignment (Smith, TF and MS Waterman (1981) J. Mol, Biol. 147: 195-7); Best Fit (Smith and Waterman (1981) Advances in Ap15 plied Mathematics, 482-489) as incorporated in GeneMatcher Plus® (Schwarz and Dayhof (1979) Atlas of Protein Sequence and Structure, Dayhoff, M.O., Ed pp 353-358); the BLAST program (Basic Local Search and Alignment Tool (Altschul, SF, W. Gish, et al. (1990) J. Mol. Biol. 215: 403-10), BLAST-2, BLAST-P, BLAST-N , BLAST-X, WU-BLAST-2,

ALIGN, ALIGN-2, CLUSTAL, ou Megalign (DNASTAR). Além disso, aqueles versados na técnica podem determinar parâmetros apropriados para medir o alinhamento, incluindo quaisquer algoritmos necessários para atingir o alinhamento máximo ao longo do comprimento das sequências a serem comparadas. Em geral, para proteínas, o comprimento de sequências em com25 paração pode ser de pelo menos 5 aminoácidos, de preferência 10, 25, 50, 100, 150, 200, 300 ou 315 aminoácidos ou mais até toda a extensão da proteína. Para ácidos nucleicos, o comprimento das sequências em comparação geralmente pode ser de pelo menos 15, 75, 150, 300, 450, 600, 900, ou 945 nucleotídeos ou mais até toda a extensão da molécula de ácido nuclei30 co. Entende-se que, para efeitos de determinação da identidade de sequência ao comparar uma sequência de DNA a uma sequência de RNA, um nucleotídeo de timina é equivalente a um nucleotídeo de uracila. Em uma moALIGN, ALIGN-2, CLUSTAL, or Megalign (DNASTAR). In addition, those skilled in the art can determine appropriate parameters for measuring alignment, including any algorithms necessary to achieve maximum alignment over the length of the sequences to be compared. In general, for proteins, the length of sequences in comparison may be at least 5 amino acids, preferably 10, 25, 50, 100, 150, 200, 300 or 315 amino acids or more to the full extent of the protein. For nucleic acids, the length of the sequences in comparison can generally be at least 15, 75, 150, 300, 450, 600, 900, or 945 nucleotides or more to the entire length of the nucleic acid molecule. It is understood that, for the purpose of determining sequence identity when comparing a DNA sequence to an RNA sequence, a thymine nucleotide is equivalent to a uracil nucleotide. In a hand

12/58 dalidade, a identidade de sequência de uma proteína, por exemplo, a subunidade A madura de uma proteína da toxina de Shiga, pode ser medida ao longo do comprimento de um fragmento de SEQ ID NO: 8, por exemplo., a partir dos aminoácidos 64 a 122 ou 64 a 282 da SEQ ID NO: 8. Para sequências de aminoácidos, substituições conservatives tipicamente incluem substituições dentro dos seguintes grupos: glicina, alanina; valina, isoleucina, leucina; ácido aspártico, ácido glutâmico, asparagina, glutamina; serina, treonina; lisina, arginina; fenilalanina, tirosina.12/58 quality, the sequence identity of a protein, for example, the mature A subunit of a Shiga toxin protein, can be measured along the length of a fragment of SEQ ID NO: 8, for example. from amino acids 64 to 122 or 64 to 282 of SEQ ID NO: 8. For amino acid sequences, conservative substitutions typically include substitutions within the following groups: glycine, alanine; valine, isoleucine, leucine; aspartic acid, glutamic acid, asparagine, glutamine; serine, threonine; lysine, arginine; phenylalanine, tyrosine.

Por fragmento entende-se uma parte de uma molécula de ácido nucleico ou polipeptídica que contém menos de 100% de todo o comprimento da molécula de ácido nucleico ou polipeptídica de referência, de preferência, pelo menos, 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%. Um fragmento pode conter, por exemplo, 10, 15, 75, 150, 300, 450, 600, 900, ou 945 ou mais nucleotídeos ou 4, 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 315 aminoácidos ou mais. Fragmentos da proteína da toxina de Shiga tipo 1 ou da toxina de Shiga tipo 2 podem incluir qualquer parte que seja menor que a proteína completa, por exemplo, um fragmento de 4, 5, 8, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 315 ou mais aminoácidos de comprimento. Em um exemplo, um fragmento inclui os aminoácidos 64 a 122 ou 64 a 282 da SEQ ID NO: 8.Fragment means a part of a nucleic acid or polypeptide molecule that contains less than 100% of the entire length of the reference nucleic acid or polypeptide molecule, preferably at least 2%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%. A fragment can contain, for example, 10, 15, 75, 150, 300, 450, 600, 900, or 945 or more nucleotides or 4, 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 315 amino acids or more. Fragments of the Shiga toxin type 1 protein or Shiga toxin type 2 may include any part that is less than the complete protein, for example, a fragment of 4, 5, 8, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 315 or more amino acids in length. In one example, a fragment includes amino acids 64 to 122 or 64 to 282 of SEQ ID NO: 8.

Por doença associada à toxina de Shiga entende-se qualquer doença resultante de um patógeno expressando uma toxina de Shiga. O termo doença associada à toxina de Shiga destina-se a incluir a síndrome hemolítico-erêmica, shigelose e doenças resultantes de infecção por S. dysenteríae e Escherichia coli produtora de toxina de Shiga.A disease associated with Shiga toxin means any disease resulting from a pathogen expressing a Shiga toxin. The term disease associated with Shiga toxin is intended to include hemolytic-eremic syndrome, shigellosis and diseases resulting from infection by S. dysenteríae and Shiga toxin-producing Escherichia coli.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

A figura 1A ilustra subunidades A de Stx1/Stx2 híbrido inicial. Stx1 é apresentada em preto, Stx2 é representada em branco. Os nomes das toxinas quiméricas são mostrados à esquerda das respectivas proteínas quiméricas e as regiões de Stx2 são listadas sob as subunidades A quiméricas.Figure 1A illustrates A subunits of the initial hybrid Stx1 / Stx2. Stx1 is shown in black, Stx2 is represented in white. The names of the chimeric toxins are shown to the left of the respective chimeric proteins and the Stx2 regions are listed under the chimeric A subunits.

A figura 1B mostra análises de transferência de WesternFigure 1B shows Western blot analysis

13/58 deStxl, Stx2 e as toxinas quiméricas iniciais sondadas com 11E10 monoclonal (painel inferior) ou policlonal (painel superior) anti-Stx1 e anti-Stx2 de coelho. As raias 1 e 2 contêm 25 ng de Stx1 ou Stx2 purificada, respectivamente. As raias 3 a 8 contêm as seguintes toxinas quiméricas: raia 3, Stx1 (2A29-297); raia 4, Stx1 (2A-M58); raia 5, Stx1 (2A29-128); raia 6, Stx1 (2A29-76); raia 7, Stx1 (2A42.76); raia 8, Stx1 (2A42.49).13/58 deStxl, Stx2 and the initial chimeric toxins probed with monoclonal (lower panel) or polyclonal (upper panel) anti-Stx1 and anti-Stx2 rabbit. Lanes 1 and 2 contain 25 ng of purified Stx1 or Stx2, respectively. Lanes 3 to 8 contain the following chimeric toxins: lane 3, Stx1 (2A29-297); lane 4, Stx1 (2A-M58); lane 5, Stx1 (2A29-128); lane 6, Stx1 (2A 2 9-76); lane 7, Stx1 (2A4 2 .7 6 ); lane 8, Stx1 (2A42.49).

A figura 1C mostra o porcentual de neutralização das toxinas quiméricas iniciais com o anticorpo monoclonal 11E10. Os dados de neutralização foram normalizados tal que a % de neutralização da Stx2 completa foi definida como 100% (% de neutralização real = 65%) e os níveis de neutralização para o resto das toxinas são dados como uma porcentagem da neutralização de Stx2 completa normalizada. As barras de erro representam 0 erro padrão dos valores normalizados.Figure 1C shows the percentage of neutralization of the initial chimeric toxins with monoclonal antibody 11E10. The neutralization data were normalized such that the% neutralization of the complete Stx2 was defined as 100% (% real neutralization = 65%) and the neutralization levels for the rest of the toxins are given as a percentage of the normalized complete Stx2 neutralization . The error bars represent the standard error of the normalized values.

A figura 2A mostra o alinhamento de aminoácidos de StxA1 e StxA2 nas três regiões que compõem o epítopo do anticorpo monoclonal 11E10. Os aminoácidos pretos e cinzas representam aminoácidos conservados e não conservados, respectivamente; os pontos representam resíduos idênticos. As três regiões do epítopo do anticorpo monoclonal 11E10 são os seguintes: região A (StxA2 resíduos 42-49), região B (StxA2 resíduos 96-100); região C (StxA2 resíduos 244-259). A numeração dos aminoácidos mostrada nos alinhamentos é em relação à proteína madura StxA1. StxA1 tem um aminoácido extra na posição 185; esta adição faz com que o epítopo da região C em StxA2 seja de um número diferente daquele da região correspondente de Stx1.Figure 2A shows the amino acid alignment of StxA1 and StxA2 in the three regions that make up the 11E10 monoclonal antibody epitope. The black and gray amino acids represent conserved and non-conserved amino acids, respectively; the dots represent identical residues. The three regions of the 11E10 monoclonal antibody epitope are as follows: region A (StxA2 residues 42-49), region B (StxA2 residues 96-100); region C (StxA2 residues 244-259). The number of amino acids shown in the alignments is in relation to the mature protein StxA1. StxA1 has an extra amino acid at position 185; this addition causes the epitope of region C in StxA2 to be of a different number than that of the corresponding region of Stx1.

A figura 2B mostra um diagrama de fita da estrutura cristalina de Stx2 que mostra Stx2 A-ι e subunidades B em cinza claro, com exceção de três regiões do epítopo do anticorpo monoclonal 11E10. As regiões A (verde), B (azul) e C (ciano) são marcadas com setas pretas, cinza e brancas, respectivamente. O peptídeo A2 é representado em preto e o sítio ativo (vermelho) é marcado com um asterisco.Figure 2B shows a ribbon diagram of the crystal structure of Stx2 showing Stx2 A-ι and B subunits in light gray, with the exception of three regions of the 11E10 monoclonal antibody epitope. Regions A (green), B (blue) and C (cyan) are marked with black, gray and white arrows, respectively. The A 2 peptide is represented in black and the active site (red) is marked with an asterisk.

A figura 2C mostra uma representação espacial da estrutura cristalina de Stx2. As regiões A, B e C são indicadas com setas.Figure 2C shows a spatial representation of the crystal structure of Stx2. Regions A, B and C are indicated with arrows.

14/5814/58

A figura 3A ilustra toxinas quiméricas de segunda geração que contêm subunidades A quiméricas. Stx1 é apresentada em preto, enquanto Stx2 é representada em branco. Os nomes das toxinas quiméricas são mostrados à esquerda das respectivas proteínas quiméricas e as regiões de Stx2 são listadas sob as subunidades A quiméricas. As regiões A, B e C referem-se aos aminoácidos 42-49 (SEQ ID NO: 1), 96-100 (SEQ ID NO: 2) e 244-259 (SEQ ID NO: 3), respectivamente de StxA2.Figure 3A illustrates second generation chimeric toxins that contain chimeric A subunits. Stx1 is shown in black, while Stx2 is represented in white. The names of the chimeric toxins are shown to the left of the respective chimeric proteins and the Stx2 regions are listed under the chimeric A subunits. Regions A, B and C refer to amino acids 42-49 (SEQ ID NO: 1), 96-100 (SEQ ID NO: 2) and 244-259 (SEQ ID NO: 3), respectively of StxA2.

A figura 3B representa análises de transferência de Western de Stx1, Stx2 e das cinco toxinas quiméricas de segunda geração sondadas com anticorpo monoclonal 11E10 (painel inferior) ou anti-Stx1 (painel superior) de coelho. A raia 1 contém 25 ng de Stx2 purificada. As raias 2 a 6 contêm as seguintes toxinas quiméricas: raia 2, Stx1 +A; raia 3, Stx1 +AB; raia 4, Stx1 +AC; raia 5, Stx1 +BC; raia 6, Stx1 +ABC.Figure 3B depicts Western blot analyzes of Stx1, Stx2 and the five second generation chimeric toxins probed with monoclonal antibody 11E10 (lower panel) or anti-Stx1 (upper panel) of rabbit. Lane 1 contains 25 ng of purified Stx2. Lanes 2 to 6 contain the following chimeric toxins: lane 2, Stx1 + A; lane 3, Stx1 + AB; lane 4, Stx1 + AC; lane 5, Stx1 + BC; lane 6, Stx1 + ABC.

A figura 3C mostra a neutralização das toxinas híbridas de segunda geração pelo anticorpo monoclonal 11E10. O nível da neutralização de Stx2 foi normalizado a 100% como na figura 1C. As barras de erro representam o erro padrão dos valores normalizados.Figure 3C shows the neutralization of second generation hybrid toxins by monoclonal antibody 11E10. The level of Stx2 neutralization was normalized to 100% as in figure 1C. The error bars represent the standard error of the normalized values.

A figura 4A mostra análises de transferência de Western de Stx2 e variantes de Stx2 com o anticorpo monoclonal 11E10. A raia 1 contém 25 ng de Stx2 purificada. As raias de 2 a 5 contêm as seguintes toxinas: raia 2, Stx2c; raia 3, Stx2d; raia 4, Stx2dact; raia 5, Stx2e. As transferências de Western foram sondadas com anticorpos policlonais anti-Stx2 de coelho (painel superior) ou o anticorpo monoclonal 11E10 (painel inferior).Figure 4A shows Western blot analyzes of Stx2 and variants of Stx2 with monoclonal antibody 11E10. Lane 1 contains 25 ng of purified Stx2. Lanes 2 through 5 contain the following toxins: lane 2, Stx2c; lane 3, Stx2d; lane 4, Stx2d ac t; lane 5, Stx2e. Western blots were probed with polyclonal rabbit anti-Stx2 antibodies (upper panel) or monoclonal antibody 11E10 (lower panel).

A figura 4B representa o porcentual de neutralização pelo 11E10 das variantes de Stx2. O nível da neutralização de Stx2foi normalizado a 100% como na figura 1C. As barras de erro representam o erro padrão dos valores normalizados.Figure 4B represents the percentage of 11E10 neutralization of the Stx2 variants. The level of Stx2 neutralization was normalized to 100% as in figure 1C. The error bars represent the standard error of the normalized values.

A figura 5 representa a inibição da síntese proteica medida pela tradução do mRNA de luciferase em lisado de reticulócitos de coelho. Uma alíquota de 0,2 ng de Stx2 purificada foi misturada com 0, 0,2, ou 2 ng de11E10e adicionada aos lisados de reticulócitos. A inibição da síntese proteica foi indicada por uma redução da tradução do mRNA de luciferaseFigure 5 represents the inhibition of protein synthesis measured by the translation of luciferase mRNA into rabbit reticulocyte lysate. A 0.2 ng aliquot of purified Stx2 was mixed with 0, 0.2, or 2 ng of 11E10e added to reticulocyte lysates. Inhibition of protein synthesis was indicated by a reduction in luciferase mRNA translation

15/58 e foi medida pela bioluminescência após a adição da lisado tratado com toxina ao substrato da luciferina. Uma amostra de 2 ng do anticorpo 13C4 irrelevante de isotipo pareadofoi misturada com 2 ng de Stx2 como controle negativo. Barras de erro representam o intervalo de confiança de 95% calculado a partir do erro padrão da proporção média. Os valores de probabilidade derivados de um teste t de Student bicaudal indicam uma diferença significativa no sinal de bioluminescência entre amostras com e sem anticorpo (p □ 0,005).15/58 and was measured by bioluminescence after adding the toxin-treated lysate to the luciferin substrate. A 2 ng sample of the irrelevant isotype 13C4 antibody was mixed with 2 ng Stx2 as a negative control. Error bars represent the 95% confidence interval calculated from the standard error of the average proportion. The probability values derived from a two-tailed Student's t test indicate a significant difference in the bioluminescence signal between samples with and without antibody (p □ 0.005).

As figuras 6A-6J mostram que o anticorpo monoclonal 11E10 altera a distribuição celular global de Stx2 em células Vero. Stx2 foi misturado com PBS (A, H-J) ou 11E10 (B, Ce E-G) e, em seguida, adicionado às células Vero por 6h. Como controle, 11E10 foi adicionado às células Vero na ausência de Stx2 (D). A toxina foi detectada com anticorpos policlonais contra Stx2 seguido por anticorpo secundário conjugado a AlexaFluor 488 (A e B), enquanto 1ΊΕ10 foi detectado com anti-lgG de camundongo conjugado a AlexaFluor 488 (C e D). A co-localização de Stx2 com o marcador de endossomo precoce EEA1 foi avaliada por meio da dupla marcação de células intoxicadas. A distribuição de Stx2 na presença (Painel E) e ausência (painel H) do anticorpo 11E10 foi visualizada com anticorpo 11F11 monoclonal antiStx2 e secundário verde fluorescente. A distribuição do marcador de endossomo EEA1 foi visualizada com anticorpos secundários de cabra anti-EEA1 e vermelho fluorescentes (painéis F e I). Estes padrões de marcação foram sobrepostos (Painéis G e J) e a colocalização da toxina com endossomos foi indicada por uma coloração amarelo-alaranjada, indicada por setas.Figures 6A-6J show that monoclonal antibody 11E10 alters the global cellular distribution of Stx2 in Vero cells. Stx2 was mixed with PBS (A, H-J) or 11E10 (B, Ce E-G) and then added to Vero cells for 6h. As a control, 11E10 was added to Vero cells in the absence of Stx2 (D). The toxin was detected with polyclonal antibodies against Stx2 followed by a secondary antibody conjugated to AlexaFluor 488 (A and B), while 1ΊΕ10 was detected with anti-mouse IgG conjugated to AlexaFluor 488 (C and D). The co-localization of Stx2 with the early endosome marker EEA1 was assessed by double-marking intoxicated cells. The distribution of Stx2 in the presence (Panel E) and absence (Panel H) of antibody 11E10 was visualized with monoclonal antiStx2 and fluorescent green secondary 11F11. The distribution of the EEA1 endosome marker was visualized with secondary goat anti-EEA1 and fluorescent red antibodies (panels F and I). These marking patterns were superimposed (Panels G and J) and the colocalization of the toxin with endosomes was indicated by a yellow-orange color, indicated by arrows.

As figuras 7A-7D mostram a sequência de aminoácidos da Região A de Stx2 (SEQ ID NO: 1) (figura 7A), Região B de Stx2 (SEQ ID NO: 1) (figura 7A), Região C de Stx2 (SEQ ID NO: 3) (figura 7C) e Região B de Stx2e (SEQ ID NO: 19) (figura 7D).Figures 7A-7D show the amino acid sequence of Stx2 Region A (SEQ ID NO: 1) (figure 7A), Stx2 Region B (SEQ ID NO: 1) (figure 7A), Stx2 Region C (SEQ ID NO: 3) (figure 7C) and Stx2e Region B (SEQ ID NO: 19) (figure 7D).

A figura 8A mostra a sequência de aminoácidos da quimera Stx1+A (SEQ ID NO: 4). A sequência líder processada é sublinhada e a região A de Stx2 é sublinhada em negrito. A proteína não processada contém 315 aminoácidos de comprimento; a proteína madura contém 293 ami16/58 noácidos de comprimento.Figure 8A shows the amino acid sequence of the chimera Stx1 + A (SEQ ID NO: 4). The processed leader sequence is underlined and the Stx2 region A is underlined in bold. The unprocessed protein contains 315 amino acids in length; the mature protein contains 293 ami16 / 58 noacids in length.

A figura 8B mostra a sequência de aminoácidos da quimera Stx1+AB (SEQ ID NO: 5). A sequência líder processada é sublinhada e as regiões A e B de Stx2 são sublinhadas em negrito. A proteína não processada contém 315 aminoácidos de comprimento; a proteína madura contém 293 aminoácidos de comprimento.Figure 8B shows the amino acid sequence of the chimera Stx1 + AB (SEQ ID NO: 5). The processed leader sequence is underlined and Stx2 regions A and B are underlined in bold. The unprocessed protein contains 315 amino acids in length; the mature protein contains 293 amino acids in length.

A figura 8C mostra a sequência de aminoácidos da quimera Stx1+AC (SEQ ID NO: 6). A sequência líder processada é sublinhada e as regiões A e C de Stx2 são sublinhadas em negrito. A proteína não processada contém 315 aminoácidos de comprimento; a proteína madura contém 293 aminoácidos de comprimento.Figure 8C shows the amino acid sequence of the chimera Stx1 + AC (SEQ ID NO: 6). The processed leader sequence is underlined and Stx2 regions A and C are underlined in bold. The unprocessed protein contains 315 amino acids in length; the mature protein contains 293 amino acids in length.

A figura 8D mostra a sequência de aminoácidos da quimera Stx1+BC (SEQ ID NO: 7). A sequência líder processada é sublinhada e as regiões B e C de Stx2 são sublinhadas em negrito. A proteína não processada contém 315 aminoácidos de comprimento; a proteína madura contém 293 aminoácidos de comprimento.Figure 8D shows the amino acid sequence of the chimera Stx1 + BC (SEQ ID NO: 7). The processed leader sequence is underlined and Stx2 regions B and C are underlined in bold. The unprocessed protein contains 315 amino acids in length; the mature protein contains 293 amino acids in length.

A figura 8E mostra a sequência de aminoácidos da quimera Stx1+ABC (SEQ ID NO: 8). A sequência líder processada é sublinhada e as regiões A, B e C de Stx2 são sublinhadas em negrito. A proteína não processada contém 315 aminoácidos de comprimento; a proteína madura possui 293 aminoácidos de comprimento.Figure 8E shows the amino acid sequence of the chimera Stx1 + ABC (SEQ ID NO: 8). The processed leader sequence is underlined and Stx2 regions A, B and C are underlined in bold. The unprocessed protein contains 315 amino acids in length; the mature protein is 293 amino acids long.

A figura 9A mostra a sequência de DNA do operon Stxl (SEQ ID NO: 9) com início no códon de início de StxAI e término no códon de parada de StxBI.Figure 9A shows the DNA sequence of the Stx1 operon (SEQ ID NO: 9) starting at the start codon of StxAI and ending at the stop codon of StxBI.

A figura 9B mostra a sequência de DNA de StxAI (SEQ ID NO:Figure 9B shows the DNA sequence of StxAI (SEQ ID NO:

10) com início no códon de início de StxAI e término no códon de parada de StxAI.10) starting at the start codon of StxAI and ending at the stop codon of StxAI.

A figura 9C mostra a sequência de DNA de StxBI (SEQ ID NO:Figure 9C shows the DNA sequence of StxBI (SEQ ID NO:

11) com início no códon de início de StxBI e término no códon de parada de StxBI.11) starting at the start codon of StxBI and ending at the stop codon of StxBI.

A figura 10A mostra a sequência de aminoácidos de StxAI (SEQ ID NO: 12). A sequência líder processada é sublinhada. A proteína não proFigure 10A shows the amino acid sequence of StxAI (SEQ ID NO: 12). The processed leader string is underlined. Protein not pro

17/58 cessada contém 315 aminoácidos de comprimento; a proteína madura contém 293 aminoácidos de comprimento.17/58 ceased contains 315 amino acids in length; the mature protein contains 293 amino acids in length.

A figura 10B mostra a sequência de aminoácidos de StxBI (SEQ ID NO: 13). A sequência líder processada é sublinhada. A proteína não processada contém 89 aminoácidos de comprimento; a proteína madura contém 69 aminoácidos de comprimento.Figure 10B shows the amino acid sequence of StxBI (SEQ ID NO: 13). The processed leader string is underlined. The unprocessed protein contains 89 amino acids in length; the mature protein contains 69 amino acids in length.

A figura 11A mostra a sequência de DNA do operon Stx2 (SEQ ID NO: 14) com início no códon de início de StxA2 e término no códon de parada de StxB2.Figure 11A shows the DNA sequence of the Stx2 operon (SEQ ID NO: 14) starting at the start codon of StxA2 and ending at the stop codon of StxB2.

A figura 11B mostra a sequência de DNA de StxA2 (SEQ ID NO: 15) com início no códon de início de StxA2 e término no códon de parada de StxA2.Figure 11B shows the DNA sequence of StxA2 (SEQ ID NO: 15) starting at the start codon of StxA2 and ending at the stop codon of StxA2.

A figura 11C mostra a sequência de DNA de StxB2 (SEQ ID NO: 16) com início no códon de início de StxB2 e término no códon de parada de StxB2.Figure 11C shows the DNA sequence of StxB2 (SEQ ID NO: 16) starting at the start codon of StxB2 and ending at the stop codon of StxB2.

A figura 12A mostra a sequência de aminoácidos de StxA2 (SEQ ID NO: 17). A sequência líder processada é sublinhada. A proteína não processada possui 319 aminoácidos de comprimento; a proteína madura possui 297 aminoácidos de comprimento.Figure 12A shows the amino acid sequence of StxA2 (SEQ ID NO: 17). The processed leader string is underlined. The unprocessed protein is 319 amino acids long; the mature protein is 297 amino acids long.

A figura 12B mostra a sequência de aminoácidos de StxB2 (SEQ ID NO: 18). A sequência-líder processada é sublinhada. A proteína não processada contém 89 aminoácidos de comprimento; a proteína madura contém 70 aminoácidos de comprimento.Figure 12B shows the amino acid sequence of StxB2 (SEQ ID NO: 18). The processed leader sequence is underlined. The unprocessed protein contains 89 amino acids in length; the mature protein contains 70 amino acids in length.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Em geral, a invenção caracteriza composições e métodos relacionados com a descoberta do epitopo 11E10 da proteína Stx2. Descobriuse que o epitopo 11E10 inclui pelo menos uma, duas ou três das sequências apresentadas como SEQ ID NOs: 1, 2 e 3. As composições e métodos da invenção podem ser úteis para a detecção, tratamento ou prevenção de doenças associadas à toxina de Shiga. Por exemplo, um indivíduo com, ou em risco de desenvolver, uma doença associada à toxina de Shiga (por exemplo, a síndrome hemolítico-urêmica e doenças associadas à infecção por E.In general, the invention features compositions and methods related to the discovery of the 11E10 epitope of the Stx2 protein. It has been found that the 11E10 epitope includes at least one, two or three of the sequences presented as SEQ ID NOs: 1, 2 and 3. The compositions and methods of the invention can be useful for the detection, treatment or prevention of diseases associated with Shiga toxin . For example, an individual with, or at risk of developing, a disease associated with Shiga toxin (for example, hemolytic-uremic syndrome and diseases associated with infection by E.

18/58 coli e S. dysenteríae) pode ser tratada com um peptídeo contendo o epítopo 11E10ou com anticorpos que se ligam especificamente ao epítopo 11E10 da proteína Stx2.18/58 coli and S. dysenteríae) can be treated with a peptide containing the 11E10 epitope or with antibodies that specifically bind to the 11x10 epitope of the Stx2 protein.

I. INDICAÇÕESI. INDICATIONS

Doenças associadas à toxina de Shiga incluem aquelas resultantes da infecção com S. dysenteríae ou E. coli entero-hemorrágica (EHEC) produtoras de toxina de Shiga, principalmente o sorotipo O157:H7. Estas infecções frequentemente resultam na síndrome hemolítico-urêmica (SHU), que é caracterizada por anemia hemolítica, trombocitopenia trombótica e insuficiência renal.Diseases associated with Shiga toxin include those resulting from infection with S. dysenteríae or entero-hemorrhagic E. coli (EHEC) producing Shiga toxin, mainly serotype O157: H7. These infections often result in hemolytic-uremic syndrome (HUS), which is characterized by hemolytic anemia, thrombotic thrombocytopenia and renal failure.

Os compostos e métodos da invenção são úteis para o tratamento de indivíduos que tenham, ou estejam em risco de desenvolver uma doença associada à toxina de Shiga. Tais indivíduos incluiríam crianças em creches ou idosos em asilos. Em um exemplo, o indivíduo está em uma creche ou em um asilo, onde um caso de diarréia por EHEC foi detectado. Neste exemplo, o indivíduo pode ou não ter desenvolvido a doença. Os métodos e composições da invenção podem ser usados para tratar a infecção no indivíduo infectado com EHEC, para detectar outros indivíduos infectados e para evitar a propagação da EHEC na creche ou asilo.The compounds and methods of the invention are useful for the treatment of individuals who have, or are at risk for, developing a disease associated with Shiga toxin. Such individuals would include children in day care centers or elderly people in nursing homes. In one example, the individual is in a daycare or nursing home, where a case of EHEC diarrhea has been detected. In this example, the individual may or may not have developed the disease. The methods and compositions of the invention can be used to treat infection in the individual infected with EHEC, to detect other infected individuals and to prevent the spread of EHEC in the nursery or asylum.

II. ANTICORPOSII. ANTIBODIES

A invenção inclui a produção de anticorpos que se ligam especificamente ao epítopo 11E10 da proteína tipo 2 da toxina de Shiga (Stx2) e os próprios anticorpos. É desejado que tal anticorpo não se ligue de forma detectável à Stx1. A capacidade única de anticorpos em reconhecer e se ligar especificamente às proteínas-alvo provê abordagens tanto para diagnosticar como para tratar doenças relacionadas à Escherichia co//produtora de toxina de Shiga (STEC). A invenção prevê a produção de anticorpos, incluindo, mas não limitando a, anticorpos policlonais e monoclonais, anticorpos antiidiotípicos, anticorpos murinos e de outros mamíferos, fragmentos de anticorpos, anticorpos biespecíficos, dímeros ou tetrâmeros de anticorpos, anticorpos de cadeia única (p. ex., fragmentos de anticorpo de scFv e de ligação a antígeno, como Fabs, diacorpos e fragmentos Fab'), regiões de ligaçãoThe invention includes the production of antibodies that specifically bind to the 11E10 epitope of Shiga toxin type 2 protein (Stx2) and the antibodies themselves. It is desired that such an antibody does not detectably bind to Stx1. The unique ability of antibodies to recognize and specifically bind to target proteins provides approaches to both diagnosing and treating diseases related to Shiga toxin-producing Escherichia (STEC). The invention provides for the production of antibodies, including, but not limited to, polyclonal and monoclonal antibodies, antiidiotypic antibodies, murine and other mammalian antibodies, antibody fragments, bispecific antibodies, antibody dimers or tetramers, single chain antibodies (e.g. scFv antibody and antigen-binding fragments, such as Fabs, diabodies and Fab 'fragments), binding regions

19/58 recombinante com base nas regiões de ligação de anticorpo, anticorpos quiméricos, anticorpos primatizados, anticorpos humanizados e completamente humanos, os anticorpos de domínio excluído e anticorpos marcados com um marcador detectável, ou acoplados a uma toxina ou radionuclídeo. Tais anticorpos são produzidos por métodos convencionais conhecidos na técnica. Em um aspecto, a invenção inclui a preparação de anticorpos monoclonais ou de fragmentos de anticorpos que se ligam especificamente ao epítopo 11E10 de Stx2, onde a preparação inclui o uso de um polipeptideo que contém pelo menos uma, duas ou três sequências selecionadas a partir das sequências apresentadas como SEQ ID NOs: 1, 2, ou 3. Um exemplo é a proteína apresentada como SEQ ID NO: 8.19/58 recombinant based on antibody binding regions, chimeric antibodies, primatized antibodies, humanized and fully human antibodies, excluded domain antibodies and antibodies labeled with a detectable marker, or coupled to a toxin or radionuclide. Such antibodies are produced by conventional methods known in the art. In one aspect, the invention includes the preparation of monoclonal antibodies or antibody fragments that specifically bind to the 11x10 epitope of Stx2, where the preparation includes the use of a polypeptide containing at least one, two or three sequences selected from sequences shown as SEQ ID NOs: 1, 2, or 3. An example is the protein shown as SEQ ID NO: 8.

Anticorpos policlonaisPolyclonal antibodies

Anticorpos policlonais podem ser preparados pela imunização de coelhos ou outros animais pela injeção de antígeno seguida por reforços subsequentes em intervalos apropriados. Os animais são sangrados e os soros são dosados contra a proteína purificada normalmente por ELISA.Polyclonal antibodies can be prepared by immunizing rabbits or other animals by injecting antigen followed by subsequent boosters at appropriate intervals. The animals are bled and the sera are measured against the protein purified normally by ELISA.

Anticorpos policlonais que se ligam especificamente ao epítopo 11E10 podem ser desenvolvidos em animais por múltiplas injeções subcutâneas (sc) ou intraperitoneais (ip) do antígeno e um adjuvante. Pode ser útil conjugar o peptídeo contendo o epítopo 11E10 a uma proteína que seja imunogênica na espécie a ser imunizada (por exemplo, hemocianina do caramujo Megathura crenulata, albumina sérica, tireoglobulina bovina ou inibidor de tripsina de soja), utilizando um agente bifuncional ou de derivação (p. ex., éster de maleimidobenzoil sulfossuccinimida (conjugação por meio de resíduos de cisteína), N-hidroxissuccinimida (por meio de resíduos de lisina), glutaraldeído ou anidrido succínico).Polyclonal antibodies that specifically bind to the 11E10 epitope can be developed in animals by multiple subcutaneous (sc) or intraperitoneal (ip) injections of the antigen and an adjuvant. It may be useful to conjugate the peptide containing the 11E10 epitope to a protein that is immunogenic in the species to be immunized (for example, hemocyanin of the snail Megathura crenulata, serum albumin, bovine thyroglobulin or soybean trypsin inhibitor), using a bifunctional agent or derivation (eg maleimidobenzoyl sulfosuccinimide ester (conjugation via cysteine residues), N-hydroxysuccinimide (via lysine residues), glutaraldehyde or succinic anhydride).

Por exemplo, os animais podem ser imunizados contra o epítopo 11E10, conjugados imunogênicos ou derivados pela combinação de 1 üg a 1 mg do peptídeo ou conjugado (para coelhos ou camundongos, respectivamente) com 3 volumes de adjuvante completo de Freund e injeção da solução de forma intradérmica em vários locais. Um mês depois, os animais são submetidos a reforço com 1/5 a 1/10 da quantidade original de peptídeoFor example, animals can be immunized against the 11E10 epitope, immunogenic conjugates or derivatives by combining 1 üg to 1 mg of the peptide or conjugate (for rabbits or mice, respectively) with 3 volumes of Freund's complete adjuvant and injection of the solution of intradermally in several locations. One month later, the animals are boosted with 1/5 to 1/10 of the original amount of peptide

20/58 ♦20/58 ♦

« ou conjugado em adjuvante completo de Freund por injeção subcutânea em vários locais. Sete a 14 dias mais tarde, os animais são sangrados e o soro é dosado para título de anticorpos contra o antigeno ou seu fragmento. Os animais são submetidos a reforço até que o título se estabilize. De preferên5 cia, o animal é submetido a reforço com o conjugado do mesmo polipeptideo, mas conjugado a uma proteína diferente e/ou por meio de um reagente de reticulação diferente. Conjugados também podem ser feitos em cultura de células recombinantes como fusões de proteína. Além disso, agentes de agregação, tais como alume são adequadamente utilizados para 10 intensificar a resposta imune.«Or conjugated in complete Freund's adjuvant by subcutaneous injection in several locations. Seven to 14 days later, the animals are bled and the serum is assayed for antibody titers against the antigen or its fragment. The animals are subjected to reinforcement until the titer stabilizes. Preferably, the animal is boosted with the conjugate of the same polypeptide, but conjugated to a different protein and / or by means of a different cross-linking reagent. Conjugates can also be made in recombinant cell culture as protein fusions. In addition, aggregating agents such as alum are suitably used to enhance the immune response.

Policlonais completamente humanos, humanizados ou quiméri> cos podem ser produzidos em animais transgênicos para genes de imunoglobulina humana, ou pelo isolamento de dois ou mais linfócitos B reativos a Stx2 de um indivíduo para material de partida.Completely human, humanized or chimeric polyclonals can be produced in animals transgenic for human immunoglobulin genes, or by isolating two or more Stx2 reactive B lymphocytes from an individual for starting material.

Policlonais também podem ser purificados e selecionados (tais como por meio de afinidade por um peptídeo de antigeno restrito conformacionalmente), iterativamente, se necessário, para fornecer um anticorpo monoclonal. Alternativa ou adicionalmente, a clonagem do ácido nucleico codificante de um único anticorpo de um linfócito pode ser empre20 gada.Polyclonals can also be purified and selected (such as by affinity for a conformationally restricted antigen peptide), iteratively, if necessary, to provide a monoclonal antibody. Alternatively or additionally, cloning the nucleic acid encoding a single antibody to a lymphocyte can be employed.

Anticorpos monoclonaisMonoclonal antibodies

Em outra modalidade da invenção os anticorpos monoclonais são obtidos de uma população de anticorpos substancialmente homogêneos (ou seja, os anticorpos individuais, incluindo a população, são idênticos, ex25 ceto por possíveis mutações de ocorrência natural que podem estar presentes em quantidades menores). Assim, o termo monoclonal indica o caráter do anticorpo como não sendo uma mistura de anticorpos discreta.In another embodiment of the invention, monoclonal antibodies are obtained from a population of substantially homogeneous antibodies (i.e., the individual antibodies, including the population, are identical, except for possible naturally occurring mutations that may be present in smaller amounts). Thus, the term monoclonal indicates the character of the antibody as not being a discrete mixture of antibodies.

Os anticorpos monoclonais podem ser preparados por métodos conhecidos na técnica, como o método de hibridoma de Kohler e Milstein por 30 esplenócitos de fusão a partir de camundongos imunizados com células tumorais que se replicam continuamente, como células do mieloma ou linfoma. (Kohler e Milstein (1975) Nature 256: 495 - 497; Gulfre e Milstein (1981) MeMonoclonal antibodies can be prepared by methods known in the art, such as the Kohler and Milstein hybridoma method by 30 fusion splenocytes from mice immunized with tumor cells that replicate continuously, such as myeloma or lymphoma cells. (Kohler and Milstein (1975) Nature 256: 495 - 497; Gulfre and Milstein (1981) Me

21/58 thods in Enzymology: Immunochemical Techniques 73: 1 - 46, Langone e Banatis eds., Academic Press). As células de hibridoma são então clonadas limitando-se os métodos de diluição e os sobrenadantes avaliados quanto à produção de anticorpos por ELISA, RIA ou bioensaio. Em outra modalidade anticorpos monoclonais podem ser feitos por métodos de DNA recombinante.21/58 thods in Enzymology: Immunochemical Techniques 73: 1 - 46, Langone and Banatis eds., Academic Press). The hybridoma cells are then cloned by limiting the dilution methods and the supernatants evaluated for antibody production by ELISA, RIA or bioassay. In another embodiment, monoclonal antibodies can be made by recombinant DNA methods.

Para a preparação de anticorpos monoclonais (Mabs) que se ligam especificamente ao epitopo 11E10, qualquer técnica que prevê a produção de moléculas de anticorpos por linhagens de células contínuas na cultura pode ser usada. Por exemplo, a técnica de hibridoma originalmente desenvolvida por Kohler e Milstein ((1975) supra, bem como em Kohler e Milstein (1976) EurJ Immunol. 6: 511 - 519; Kohler et al. (1976) EurJ Immunol. 6: 292 -295; Hammerling et al. (1981) em: Monoclonal Antibodies and TCell Hybridomas, Elsevier, NY, pp. 563 - 681) e a técnica de trioma, a técnica de hibridoma de células B humanas (Kozbor et al. (1983) Immunol Today 4: Ί2. - 79) e a técnica de EBV-hibridoma para produzir anticorpos monoclonais humanos (Cole et al. (1985) em Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77 - 96). Tais anticorpos podem ser de qualquer classe de imunoglobulina, incluindo IgG, IgM, IgE, IgA, IgD e qualquer subclasse destes. O hibridoma que produz o Mabs na invenção pode ser cultivado in vitro ou in vivo. Em uma modalidade adicional da invenção os anticorpos monoclonais podem ser produzidos em animais livres de germes, utilizando tecnologia conhecida na técnica.For the preparation of monoclonal antibodies (Mabs) that specifically bind to the 11E10 epitope, any technique that provides for the production of antibody molecules by continuous cell lines in the culture can be used. For example, the hybridoma technique originally developed by Kohler and Milstein ((1975) supra, as well as in Kohler and Milstein (1976) EurJ Immunol. 6: 511 - 519; Kohler et al. (1976) EurJ Immunol. 6: 292 -295; Hammerling et al. (1981) in: Monoclonal Antibodies and TCell Hybridomas, Elsevier, NY, pp. 563 - 681) and the trioma technique, the human B cell hybridoma technique (Kozbor et al. (1983) Immunol Today 4: Ί2. - 79) and the EBV-hybridoma technique to produce human monoclonal antibodies (Cole et al. (1985) in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77 - 96) . Such antibodies can be of any class of immunoglobulin, including IgG, IgM, IgE, IgA, IgD and any subclass thereof. The hybridoma that produces the Mabs in the invention can be cultured in vitro or in vivo. In a further embodiment of the invention, monoclonal antibodies can be produced in germ-free animals, using technology known in the art.

Em geral, um camundongo ou outro animal hospedeiro apropriado, como um hamster, é imunizado com um polipeptideo que inclui o epitopo 11E10 para induzir os linfócitos que produzem ou são capazes de produzir anticorpos que podem se ligar especificamente ao antígeno ou fragmento do mesmo usado para imunização. Alternativamente, os linfócitos são imunizados in vitro.In general, a mouse or other appropriate host animal, such as a hamster, is immunized with a polypeptide that includes the 11E10 epitope to induce lymphocytes that produce or are capable of producing antibodies that can specifically bind to the antigen or fragment thereof used for immunization. Alternatively, lymphocytes are immunized in vitro.

Os esplenócitos do animal hospedeiro imunizado (por exemplo, um camundongo) são extraídos e fundidos com uma linhagem de células adequada, por exemplo, uma linhagem de células de mieloma, usando umThe splenocytes of the immunized host animal (for example, a mouse) are extracted and fused with a suitable cell line, for example, a myeloma cell line, using a

22/58 agente de fusão adequado, como o polietileno glicol, para formar uma célula de hibridoma (Goding (1986) Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, pp. 59 - 103, Academic Press). Qualquer linhagem de células adequada do mieloma pode ser empregada de acordo com a presente invenção; no entanto, as células do mieloma preferidas são aquelas que se fundem de forma eficiente, suportam produção em alto nível e estável de anticorpos pelas células produtoras de anticorpos selecionadas, e são sensíveis a um meio, como meio HAT. Entre estes, as linhagens de células de mieloma preferidas são linhagens de mieloma murino, como aqueles derivados de tumores de camundongo MOPC-21 e MPC-11, disponíveis por Salk Institute Cell Distribution Center, San Diego, Califórnia. EUA, e células SP-2 disponíveis a partir da Coleção de Cultura Tipo Americana, Rockville, MD. EUA.22/58 suitable fusion agent, such as polyethylene glycol, to form a hybridoma cell (Goding (1986) Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, pp. 59 - 103, Academic Press). Any suitable myeloma cell line can be employed in accordance with the present invention; however, preferred myeloma cells are those that fuse efficiently, support high-level and stable antibody production by selected antibody-producing cells, and are sensitive to a medium, such as HAT medium. Among these, the preferred myeloma cell lines are murine myeloma lines, such as those derived from MOPC-21 and MPC-11 mouse tumors, available from the Salk Institute Cell Distribution Center, San Diego, California. USA, and SP-2 cells available from the American Type Culture Collection, Rockville, MD. USA.

As células de hibridoma assim preparadas podem ser semeadas e cultivadas em meio de cultura adequado, que de preferência contenha uma ou mais substâncias que inibam o crescimento ou a sobrevivência de células de mieloma parental não fundidas. As células de hibridoma obtidas mediante uma seleção e/ou meio de cultura em que as células de hibridoma estejam sendo mantidas podem ser analisadas para identificar a produção de anticorpos monoclonais que se ligam especificamente ao epitopo 11E10. De preferência, a especificidade de ligação de anticorpos monoclonais produzidos por células de hibridoma é determinada por imunoprecipitação ou por um ensaio de ligação in vitro, como rádio-imunoensaio (RIA), ou ensaio imunoabsorvente de ligação de enzimas (ELISA), ou usando um instrumento Biacore. A afinidade de ligação do anticorpo monoclonal pode, por exemplo, ser determinada pela análise Scatchard de Munson e Rodbard ((1980) Anal Biochem. 107: 220-239).The hybridoma cells thus prepared can be seeded and grown in a suitable culture medium, which preferably contains one or more substances that inhibit the growth or survival of unfused parental myeloma cells. Hybridoma cells obtained through a selection and / or culture medium in which the hybridoma cells are being maintained can be analyzed to identify the production of monoclonal antibodies that specifically bind to the 11E10 epitope. Preferably, the binding specificity of monoclonal antibodies produced by hybridoma cells is determined by immunoprecipitation or by an in vitro binding assay, such as radioimmunoassay (RIA), or enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), or using an Biacore instrument. The binding affinity of the monoclonal antibody can, for example, be determined by the Scatchard analysis of Munson and Rodbard ((1980) Anal Biochem. 107: 220-239).

Depois de serem identificadas células de hibridoma que produzem anticorpos da especificidade, afinidade e/ou atividade desejada, os clones podem ser subclonados limitando-se os procedimentos de diluição e cultivados por métodos-padrão (Goding, supra). Além disso, as células de hibridoma podem ser cultivadas in vivo como tumores de ascite em um animal. Os anticorpos monoclonais secretados pelos subclones são devidamenAfter hybridoma cells have been identified that produce antibodies of the specificity, affinity and / or desired activity, the clones can be subcloned by limiting dilution procedures and cultured by standard methods (Goding, supra). In addition, hybridoma cells can be cultured in vivo as ascites tumors in an animal. The monoclonal antibodies secreted by the subclones are

23/58 te separados do meio de cultura, do fluido de ascite, ou soro, por meio de processos convencionais de purificação de imunoglobulina, como, por exemplo, proteína A Sefarose, cromatografia de hidroxiapatita, eletroforese em gel, diálise ou cromatografia de afinidade.23/58 te separated from the culture medium, ascites fluid, or serum, by means of conventional immunoglobulin purification processes, such as, for example, protein A Sepharose, hydroxyapatite chromatography, gel electrophoresis, dialysis or affinity chromatography .

O DNA que codifica os anticorpos monoclonais da invenção é prontamente isolado e sequenciado utilizando procedimentos convencionais (por exemplo, usando sondas de oligonucleotídeos que são capazes de se ligar especificamente a genes que codificam as cadeias pesadas e leves de anticorpos murinos). As células de hibridoma da invenção servem como uma fonte preferida deste DNA. Uma vez isolado, o DNA pode ser colocado em vetores de expressão, que são então transfectados em células hospedeiras, como células E. coli, células COS, células de ovário de hamster chinês (CHO) ou células do mieloma que não produzem proteína de imunoglobulina, para obter a síntese de anticorpos monoclonais nas células hospedeiras recombinantes (ver, por exemplo, Skerra et al. (1993) CurrOpin Immunol. 5: 256 - 262 e Pluckthun (1992) Immunol Rev. 130:151 - 188).The DNA encoding the monoclonal antibodies of the invention is readily isolated and sequenced using conventional procedures (for example, using oligonucleotide probes that are able to specifically bind to genes encoding murine antibody heavy and light chains). The hybridoma cells of the invention serve as a preferred source of this DNA. Once isolated, DNA can be placed into expression vectors, which are then transfected into host cells, such as E. coli cells, COS cells, Chinese hamster ovary (CHO) cells or myeloma cells that do not produce immunoglobulin protein. , to obtain the synthesis of monoclonal antibodies in recombinant host cells (see, for example, Skerra et al. (1993) CurrOpin Immunol. 5: 256 - 262 and Pluckthun (1992) Immunol Rev. 130: 151 - 188).

O DNA também pode ser modificado, por exemplo, substituindo toda ou parte da sequência de codificação para domínios constantes de cadeia leve e pesada no lugar de sequências homólogas murinas (Morrison et al. (1984) Proc Natl Acad Sei. EUA. 81: 6851 - 6855) ou por ligação covalente à sequência de codificação de toda ou parte da sequência de codificação de imunoglobulina a um polipeptídeo de não imunoglobulina. Dessa maneira, são preparados anticorpos quiméricos ou híbridos que têm a especificidade de ligação de um anticorpo monoclonal do epitopo anti-11E10. Normalmente tais polipeptídeos de não imunoglobulina são substituídos pelos domínios constantes de um anticorpo da invenção, ou eles são substituídos pelos domínios variáveis de um sítio de combinação de antígeno de um anticorpo da invenção para criar um anticorpo quimérico bivalente, incluindo um sítio de combinação de antígeno com especificidade para o epitopo 11E10 de acordo com a invenção e outro sítio de combinação de antígeno com especificidade para um antígeno diferente.DNA can also be modified, for example, by replacing all or part of the coding sequence for light and heavy chain constant domains in place of murine homologous sequences (Morrison et al. (1984) Proc Natl Acad Sei. USA. 81: 6851 6855) or by covalently linking the coding sequence of all or part of the immunoglobulin coding sequence to a non-immunoglobulin polypeptide. In this way, chimeric or hybrid antibodies are prepared that have the binding specificity of a monoclonal antibody of the anti-11E10 epitope. Usually such non-immunoglobulin polypeptides are replaced by the constant domains of an antibody of the invention, or they are replaced by the variable domains of an antigen combining site of an antibody of the invention to create a bivalent chimeric antibody, including an antigen combining site. with specificity for the 11E10 epitope according to the invention and another antigen combination site with specificity for a different antigen.

24/5824/58

Anticorpos modificadosModified antibodies

Os anticorpos modificados da invenção incluem, mas não estão limitados a, anticorpos monoclonais quiméricos (por exemplo, quimeras de homem-rato), anticorpos monoclonais humanos e anticorpos monoclonais humanizados. Um anticorpo quimérico é uma molécula na qual diferentes porções são derivadas de diferentes espécies animais, tais como aquelas que têm uma região de imunoglobulina humana constante e uma região variável derivada de um mAb murino (ver, por exemplo, Patente US 4816567 e 4816397). Formas humanizadas de anticorpos não humanos (por exemplo, murino) são imunoglobulinas quiméricas, cadeias de imunoglobulina ou fragmentos desta (tais como Fv, Fab, Fab', F(ab')2 ou outras subsequências de ligação de antígenos de anticorpos) que contenham a sequência mínima derivada de imunoglobulina não humana, tais como uma ou mais regiões determinantes de complementaridade (CDRs) de espécies não humanas e uma região de estrutura de uma molécula de imunoglobulina humana (ver, por exemplo, Patente US 5585089).The modified antibodies of the invention include, but are not limited to, chimeric monoclonal antibodies (e.g., human mouse chimeras), human monoclonal antibodies and humanized monoclonal antibodies. A chimeric antibody is a molecule in which different portions are derived from different animal species, such as those that have a constant human immunoglobulin region and a variable region derived from a murine mAb (see, for example, US Patent 4816567 and 4816397). Humanized forms of non-human antibodies (e.g., murine) are chimeric immunoglobulins, immunoglobulin chains or fragments thereof (such as Fv, Fab, Fab ', F (ab') 2 or other antibody antigen binding substrates) that contain the minimal sequence derived from non-human immunoglobulin, such as one or more complementarity determining regions (CDRs) of non-human species and a framework region of a human immunoglobulin molecule (see, for example, US Patent 5585089).

Anticorpos humanizados incluem imunoglobulinas humanas (anticorpos receptores) nas quais os resíduos de uma região determinada por complementaridade (CDR) dos receptores são substituídos por resíduos de um CDR de uma espécie não humana (anticorpo doador), tais como ratos, camundongos ou coelhos tendo a especificidade, afinidade e capacidade desejada. Em alguns casos, os resíduos de estrutura Fv da imunoglobulina humana são substituídos por resíduos não humanos correspondentes. Os anticorpos humanizados também podem incluir os resíduos que não são encontrados nem no anticorpo receptor nem nas sequências de estrutura ou CDR importados. Em geral, o anticorpo humanizado incluirá substancialmente todos de pelo menos um, e normalmente dois, domínios variáveis, em que todas ou quase todas as regiões CDR correspondem às de uma imunoglobulina não humana, e todas ou substancialmente todas das regiões FR são as de uma sequência de consenso de imunoglobulina humana. O anticorpo humanizado ideal também vai incluir pelo menos uma porção de uma região de imunoglobulina constante (Fc), tipicamente a de uma imunoglobulina huHumanized antibodies include human immunoglobulins (receptor antibodies) in which residues from a complementary determined region (CDR) of receptors are replaced by residues from a CDR of a non-human species (donor antibody), such as rats, mice or rabbits having the specificity, affinity and desired capacity. In some cases, the Fv structure residues of human immunoglobulin are replaced by corresponding non-human residues. Humanized antibodies can also include residues that are found neither in the recipient antibody nor in the imported framework or CDR sequences. In general, the humanized antibody will include substantially all of at least one, and usually two, variable domains, where all or almost all of the CDR regions correspond to those of a non-human immunoglobulin, and all or substantially all of the FR regions are those of one consensus sequence of human immunoglobulin. The ideal humanized antibody will also include at least a portion of a constant immunoglobulin (Fc) region, typically that of a human immunoglobulin

25/58 mana.25/58 mana.

Anticorpos monoclonais quiméricos e humanizados podem ser produzidos por técnicas de DNA recombinante conhecidas no estado da técnica, por exemplo, usando métodos descritos no WO 87/02671, EP 184187; EP 171496; EP 173494; WO 86/01533; US 4.816.567; EP 125.023; Better et al. (1988) Science 240: 1041-1043; Liu et al. ((1987) Proc Natl Acad Sei. U.S.A 84: 3439-3443); Liu et al. ((1987) J Immunol 139: 3521-3526.); Sun et al. ((1987) Proc Natl Acad Sei. U.S.A 84: 214-218); Nishimura et al. ((1987) Cancer Res 47: 999-1005.); Wood et al. ((1985) Nature 314: 446-449); Shaw et al. ((1988) J Natl Cancer Inst 80: 1553-1559.); Morrison ((1985) Science 229: 1202-1207); Oi et al. ((1986) Biotechniques. 4: 214.); US 5.225.539; Jones et al. ((1986) Nature 321: 552-525); Verhoeyan et al. ((1988) Science 239: 1534); e Beidler et al. ((1988) J Immunol 141: 4053-4060). Veja abaixo para uma discussão mais aprofundada de anticorpos humanizados e métodos relacionados.Chimeric and humanized monoclonal antibodies can be produced by recombinant DNA techniques known in the art, for example, using methods described in WO 87/02671, EP 184187; EP 171496; EP 173494; WO 86/01533; US 4,816,567; EP 125,023; Better et al. (1988) Science 240: 1041-1043; Liu et al. ((1987) Proc Natl Acad Sci. U.S.A 84: 3439-3443); Liu et al. ((1987) J Immunol 139: 3521-3526.); Sun et al. ((1987) Proc Natl Acad Sci. U.S.A 84: 214-218); Nishimura et al. ((1987) Cancer Res 47: 999-1005.); Wood et al. ((1985) Nature 314: 446-449); Shaw et al. ((1988) J Natl Cancer Inst 80: 1553-1559.); Morrison ((1985) Science 229: 1202-1207); Oi et al. ((1986) Biotechniques. 4: 214.); US 5,225,539; Jones et al. ((1986) Nature 321: 552-525); Verhoeyan et al. ((1988) Science 239: 1534); and Beidler et al. ((1988) J Immunol 141: 4053-4060). See below for a more in-depth discussion of humanized antibodies and related methods.

Outro meio muito eficiente para a geração de anticorpos recombinantes é divulgado por Newman ((1992) Biotechnology 10: 1455-1460). Veja também Patentes US 5.756.096; 5.750.105; 5.693.780; 5.681.722 e 5.658.570.Another very efficient means for the generation of recombinant antibodies is disclosed by Newman ((1992) Biotechnology 10: 1455-1460). See also US Patents 5,756,096; 5,750,105; 5,693,780; 5,681,722 and 5,658,570.

Métodos para humanizar anticorpos não humanos são bem conhecidos no estado da técnica. A humanização pode ser essencialmente realizada seguindo o método de Winter e colaboradores, como descrito acima (incluindo Jones et al.O ((1986) Nature 321: 522-525); Riechmann et al ((1988) Nature 332: 323-327); Verhoeyen et al ((1988) Science 239: 15341536), substituindo sequências CDRs ou CDR de roedores para as sequências correspondentes de um anticorpo humano. Assim, tais anticorpos humanizados são anticorpos quiméricos (ver Patente US 4.816.567 e 6.331.415). Na prática, anticorpos humanizados são tipicamente anticorpos humanos em que alguns resíduos CDR e, possivelmente, alguns resíduos FR são substituídos por resíduos de sítios análogos em anticorpos de roedores.Methods for humanizing non-human antibodies are well known in the art. Humanization can essentially be performed following the method of Winter et al., As described above (including Jones et al.O ((1986) Nature 321: 522-525); Riechmann et al ((1988) Nature 332: 323-327) ; Verhoeyen et al ((1988) Science 239: 15341536), substituting rodent CDRs or CDR sequences for the corresponding sequences of a human antibody, so such humanized antibodies are chimeric antibodies (see US Patent 4,816,567 and 6,331,415) In practice, humanized antibodies are typically human antibodies in which some CDR residues and possibly some FR residues are replaced by residues from analogous sites in rodent antibodies.

A escolha dos domínios variáveis humanos, tanto leves comoThe choice of human variable domains, both light and

26/58 pesados, para serem usados na produção de anticorpos humanizados é muito importante para reduzir a antigenicidade. De acordo com o chamado método de melhor ajuste, a sequência do domínio variável de um anticorpo de roedor é testada contra toda a biblioteca de sequências de domínio humanas variáveis conhecidas. A sequência humana que é a mais próxima à do roedor, é então aceita como a estrutura humana (FR) para o anticorpo humanizado (Sims et al (1993) J Immunol. 151: 2296-2308; Chothia e Lesk (1987) J Mol Biol. 196: 901-917). Outro método usa uma estrutura especial derivada da sequência consenso de todos os anticorpos humanos de um subgrupo particular de cadeias leves ou pesadas. A mesma estrutura pode ser usada para diversos anticorpos humanizados diferentes (Carter et al (1992) Proc Natl Acad Sci U.S.A 89: 4285-4289; Presta et al (1993) J Immunol. 151:2623-2632).26/58 heavy, to be used in the production of humanized antibodies is very important to reduce antigenicity. According to the so-called best-fit method, the variable domain sequence of a rodent antibody is tested against the entire library of known human variable domain sequences. The human sequence, which is the closest to that of the rodent, is then accepted as the human structure (FR) for the humanized antibody (Sims et al (1993) J Immunol. 151: 2296-2308; Chothia and Lesk (1987) J Mol Biol. 196: 901-917). Another method uses a special structure derived from the consensus sequence of all human antibodies in a particular subgroup of light or heavy chains. The same structure can be used for several different humanized antibodies (Carter et al (1992) Proc Natl Acad Sci U.S.A 89: 4285-4289; Presta et al (1993) J Immunol. 151: 2623-2632).

Também é desejado que os anticorpos sejam humanizados com retenção de alta afinidade pelo antígeno (ou seja, o epítopo 11E10 de Stx2) e outras propriedades biológicas favoráveis. Para atingir este objetivo, anticorpos humanizados são preparados por meio de uma análise das sequências parentais e de vários produtos conceituais humanizados usando modelos tridimensionais das sequências parentais e humanizadas. Modelos tridimensionais de imunoglobulina são comumente disponíveis e são familiares para os versados na técnica. Programas de computador disponíveis ilustram e exibem prováveis estruturas tridimensionais conformacionais de sequências de imunoglobulina candidatas selecionadas. A inspeção destas exibições permite a análise do possível papel dos resíduos no funcionamento da sequência da imunoglobulina candidata, ou seja, a análise de resíduos que influenciam a capacidade da imunoglobulina candidata de ligar ao seu antígeno. Desta forma, os resíduos FR podem ser selecionados e combinados a partir das sequências de importação e de consenso de modo que a característica desejada do anticorpo, tais como aumento da afinidade pelo(s) antígeno(s)-alvo, seja alcançada. Em geral, os resíduos CDR são diretamente e mais substancialmente envolvidos na influência de ligação de antígeno.It is also desired that the antibodies are humanized with high affinity retention for the antigen (i.e., the 11x10 epitope of Stx2) and other favorable biological properties. To achieve this goal, humanized antibodies are prepared by analyzing parental sequences and various humanized conceptual products using three-dimensional models of parental and humanized sequences. Three-dimensional models of immunoglobulin are commonly available and are familiar to those skilled in the art. Available computer programs illustrate and display likely conformational three-dimensional structures of selected candidate immunoglobulin sequences. Inspection of these displays allows the analysis of the possible role of residues in the functioning of the candidate immunoglobulin sequence, that is, the analysis of residues that influence the candidate immunoglobulin's ability to bind to its antigen. In this way, FR residues can be selected and combined from the import and consensus sequences so that the desired characteristic of the antibody, such as increased affinity for the target antigen (s), is achieved. In general, CDR residues are directly and most substantially involved in influencing antigen binding.

Os anticorpos completamente humanos são úteis para o trataFully human antibodies are useful for treating

27/58 mento terapêutico de seres humanos. Tais anticorpos podem ser produzidos, por exemplo, utilizando camundongos transgênicos, que são incapazes de expressar genes de cadeia pesada e leve de imunoglobulina endógena, mas que podem expressar genes de cadeia pesada e leve humanos. Os camundongos transgênicos podem ser imunizados na forma normal com um antígeno selecionado, por exemplo, um polipeptídeo que inclui o epítopo 11E10. Por exemplo, veja as Publicações de PCT números WO 94/02602, WO 00/76310; Patente US 5.545.806; 5.545.807; 5.569.825; 6.150.584; 6.512.097 e 6.657.103; Jakobovits et al. ((1993) Proc Natl Acad Sci U.S.A. 90: 2551); Jakobovits et al. ((1993) Nature 362: 255-258); Bruggemann et al. (ano (1993) in Immunol. 7: 33-40.); Mendez et al. ((1997) Nat Gene. 15: 146156) e Green e Jakobovits ((1998) J Exp Med. 188: 483-495).27/58 therapeutic treatment of human beings. Such antibodies can be produced, for example, using transgenic mice, which are unable to express endogenous immunoglobulin heavy and light chain genes, but which can express human heavy and light chain genes. Transgenic mice can be immunized in the normal way with a selected antigen, for example, a polypeptide that includes the 11E10 epitope. For example, see PCT Publications numbers WO 94/02602, WO 00/76310; US patent 5,545,806; 5,545,807; 5,569,825; 6,150,584; 6,512,097 and 6,657,103; Jakobovits et al. ((1993) Proc Natl Acad Sci U.S.A. 90: 2551); Jakobovits et al. ((1993) Nature 362: 255-258); Bruggemann et al. (year (1993) in Immunol. 7: 33-40.); Mendez et al. ((1997) Nat Gene. 15: 146156) and Green and Jakobovits ((1998) J Exp Med. 188: 483-495).

Anticorpos monoclonais humanos também podem ser feitos pelo método de hibridoma. Linhas de célula de mieloma humano e de heteromieloma de rato-humano para a produção de anticorpos monoclonais humanos têm sido descritas, por exemplo, por Kozbor ((1984) J Immunol. 133: 30013005); Brodeur et al. ((1987) Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, páginas 51-63, Marcel Dekker, Inc., Nova York), e Boerner et al. ((1991) J Immunol. 147: 86-95).Human monoclonal antibodies can also be made by the hybridoma method. Human myeloma and rat-human heteromyeloma cell lines for the production of human monoclonal antibodies have been described, for example, by Kozbor ((1984) J Immunol. 133: 30013005); Brodeur et al. ((1987) Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, pages 51-63, Marcel Dekker, Inc., New York), and Boerner et al. ((1991) J Immunol. 147: 86-95).

Os anticorpos completamente humanos que reconhecem um epítopo selecionado também podem ser gerados através de uma técnica denominada como seleção guiada. Nesta abordagem, um anticorpo monoclonal não humano selecionado, por exemplo, um anticorpo de camundongo, é usado para guiar a seleção de um anticorpo totalmente humano, reconhecendo o mesmo epítopo (Jespers et al (1994) Biotechnology 12: 899-903).Fully human antibodies that recognize a selected epitope can also be generated using a technique called guided selection. In this approach, a selected non-human monoclonal antibody, for example, a mouse antibody, is used to guide the selection of a fully human antibody, recognizing the same epitope (Jespers et al (1994) Biotechnology 12: 899-903).

Exemplos de técnicas que podem ser usadas para produzir FVS de cadeia única e anticorpos incluem aqueles descritos na Patente US 4.946.778 e 5.258. 498; Huston et al. ((1991) Meth EnzymoL 203: 46-88.); Shu et al. ((1993) Proc Natl Acad Sci. U.S.A 90:7995-7999.) e Skerra et al. ((1988) Science 240:1038-1040). Alternativamente, a tecnologia de exibição de fago (phage display) (McCafferty et al (1990) Nature 348: 552-553) pode ser usada para produzir anticorpos humanos e fragmentos de anticorpos inExamples of techniques that can be used to produce single chain FVS and antibodies include those described in US Patent 4,946,778 and 5,258. 498; Huston et al. ((1991) Meth EnzymoL 203: 46-88.); Shu et al. ((1993) Proc Natl Acad Sci. U.S.A 90: 7995-7999.) And Skerra et al. ((1988) Science 240: 1038-1040). Alternatively, phage display technology (McCafferty et al (1990) Nature 348: 552-553) can be used to produce human antibodies and antibody fragments in

28/58 vitro, a partir repertórios de domínio de gene de imunoglobulina variável (V) de doadores não imunizados. A tecnologia de exibição de fago (phage display) pode ser realizada em uma variedade de formatos. Ver, por exemplo, Johnson e Chiswell ((1993) Curr Opin Struct Biol. 3: 564-571). Várias fontes de segmentos de gene V podem ser usadas para a tecnologia de exibição de fago (phage display). Clackson et al. ((1991) Nature 352: 624-628) isolou um arranjo diversificado de anticorpos anti-oxazolona de uma pequena biblioteca aleatória combinatória de genes V derivados do baço de camundongos imunizados. Um repertório de genes V de doadores humanos não imunizados pode ser construído, e anticorpos para um arranjo diversificado de antígenos (incluindo autoantígenos) podem ser isolados, essencialmente, seguindo as técnicas descritas por Marks et al. ((1991) J Mol Biol. 222: 581597.) ou Griffith et al. ((1993) EMBO J. 12: 725-734).28/58 in vitro, from repertoires of the variable immunoglobulin gene domain (V) from non-immunized donors. Phage display technology can be realized in a variety of formats. See, for example, Johnson and Chiswell ((1993) Curr Opin Struct Biol. 3: 564-571). Various sources of V gene segments can be used for phage display technology. Clackson et al. ((1991) Nature 352: 624-628) isolated a diverse array of anti-oxazolone antibodies from a small random combinatorial library of V genes derived from the spleen of immunized mice. A repertoire of V genes from unimmunized human donors can be constructed, and antibodies to a diverse array of antigens (including autoantigens) can be isolated, essentially, following the techniques described by Marks et al. ((1991) J Mol Biol. 222: 581597.) or Griffith et al. ((1993) EMBO J. 12: 725-734).

A invenção fornece derivados ou análogos de fragmentos ativados funcionalmente, de moléculas de imunoglobulinas que se ligam especificamente a uma proteína que inclui o epítopo 11E10. “Ativo funcionalmente neste contexto, significa que o fragmento, derivado ou análogo é capaz de induzir anticorpos anti-anti-idiotipo (ou seja, anticorpos terciários) que reconhecem õ mesmo antígeno que é reconhecido pelo anticorpo, cujo fragmento, derivado ou análogo é derivado. Especificamente, em uma modalidade preferida, a antigenicidade do idiotipo da molécula de imunoglobulina pode ser melhorada pela exclusão da estrutura e das sequências CDR que são Cterminal à sequência CDR, que especificamente reconhece o antígeno. Para determinar quais sequências CDR ligam os antígenos, peptídeos sintéticos contendo as sequências CDR podem ser usados em ensaios de ligação com o antígeno por qualquer método de ensaio de ligação conhecido no estado da técnica.The invention provides derivatives or analogs of functionally activated fragments of immunoglobulin molecules that specifically bind to a protein that includes the 11E10 epitope. “Functionally active in this context, it means that the fragment, derivative or analog is capable of inducing anti-anti-idiotype antibodies (that is, tertiary antibodies) that recognize the same antigen that is recognized by the antibody, whose fragment, derivative or analog is derived . Specifically, in a preferred embodiment, the antigenicity of the immunoglobulin molecule idiotype can be improved by excluding the structure and CDR sequences that are Cterminal to the CDR sequence, which specifically recognizes the antigen. To determine which CDR sequences bind the antigens, synthetic peptides containing the CDR sequences can be used in binding assays with the antigen by any method of binding assay known in the art.

A presente invenção fornece fragmentos de anticorpos, tais como, mas não limitado a, F(ab')2, F(ab)2, Fab', Fab e scFvs. Fragmentos de anticorpos que reconhecem epitopos específicos podem ser gerados por meio de técnicas conhecidas, por exemplo, pela divagem mediada por pepsina ou papaína.The present invention provides antibody fragments, such as, but not limited to, F (ab ') 2, F (ab) 2, Fab', Fab and scFvs. Antibody fragments that recognize specific epitopes can be generated using known techniques, for example, by dividing mediated by pepsin or papain.

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A invenção também fornece dímeros de cadeia pesada e de cadeias leves de anticorpos da invenção, ou de qualquer fragmento mínimo destes, tais como anticorpos de cadeia única ou FVS (SCAs) (por exemplo, como descrito na Patente US 4946778; Bird ((1988) Science 242: 423-42); Huston et al. ((1988) Proc Natl Acad Sci U.S.A. 85: 5879-5883) e Ward et al. ((1989) Nature 334:544-54), ou qualquer outra molécula com a mesma especificidade como a do anticorpo da invenção. Anticorpos de cadeia única são formados ligando os fragmentos de cadeia leve e pesada da região Fv, através de uma ponte de aminoácidos, resultando em uma única cadeia polipeptídica. Técnicas para a montagem de fragmentos funcionais Fv em E. coli podem ser utilizados (Skerra et al (1988) Science 242:1038-1041).The invention also provides heavy chain and light chain dimers of antibodies of the invention, or any minimal fragment thereof, such as single chain antibodies or FVS (SCAs) (for example, as described in US Patent 4946778; Bird ((1988 ) Science 242: 423-42); Huston et al. ((1988) Proc Natl Acad Sci USA 85: 5879-5883) and Ward et al. ((1989) Nature 334: 544-54), or any other molecule with the same specificity as that of the antibody of the invention. Single chain antibodies are formed by linking the light and heavy chain fragments of the Fv region, through an amino acid bridge, resulting in a single polypeptide chain. in E. coli can be used (Skerra et al (1988) Science 242: 1038-1041).

Altemativamente, um clone que codifica pelo menos a porção Fab do anticorpo pode ser obtido pela triagem de bibliotecas de expressão de Fab (por exemplo, conforme descrito em Huse et al. ((1989) Science 246:1275-1281)) para clones de fragmentos Fab que se ligam ao antígeno específico, ou pela triagem de bibliotecas de anticorpos (ver, por exemplo, Clackson et al ((1991) Nature 352:. 624-628) e Hanes e Pluckthun ((1997) Proc Natl Acad Sci U.S.A 94: 4937-4942)).Alternatively, a clone encoding at least the Fab portion of the antibody can be obtained by screening Fab expression libraries (for example, as described in Huse et al. ((1989) Science 246: 1275-1281)) for clones of Fab fragments that bind to the specific antigen, or by screening antibody libraries (see, for example, Clackson et al ((1991) Nature 352: 624-628) and Hanes and Pluckthun ((1997) Proc Natl Acad Sci USA 94: 4937-4942)).

Em outras modalidades a invenção fornece proteínas de fusão das imunoglobulinas da invenção ou fragmentos funcionalmente ativos destas. Em um exemplo, a imunoglobulina é fundida por meio de uma ligação covalente (por exemplo, uma ligação peptídica) no N-terminal ou C-terminal em uma sequência de aminoácidos de outra proteína (ou parte dela, de preferência pelo menos uma porção de 10, 20 ou 50 aminoácidos da proteína) que não é a imunoglobulina. De preferência, a imunoglobulina ou fragmento dela é covalentemente ligada a outra proteína no N-terminal do domínio constante. Como dito acima, tais proteínas de fusão podem facilitar a purificação, aumentar a meia-vida in vivo e melhorar a entrega de um antígeno por meio de uma barreira epitelial para o sistema imunológico.In other embodiments, the invention provides immunoglobulin fusion proteins of the invention or functionally active fragments thereof. In one example, the immunoglobulin is fused via a covalent bond (for example, a peptide bond) at the N-terminal or C-terminal in an amino acid sequence of another protein (or part of it, preferably at least a portion of 10, 20 or 50 amino acids of the protein) that is not immunoglobulin. Preferably, the immunoglobulin or fragment thereof is covalently linked to another protein at the N-terminal of the constant domain. As stated above, such fusion proteins can facilitate purification, increase half-life in vivo and improve delivery of an antigen through an epithelial barrier to the immune system.

Em outra modalidade a invenção fornece as composições e o uso de anticorpos combinados, fragmentos de anticorpos e as variantes de anticorpos aqui descritas. Por exemplo, dois ou mais monoclonais podemIn another embodiment, the invention provides the compositions and use of combined antibodies, antibody fragments and the antibody variants described herein. For example, two or more monoclonal

30/58 ser combinados para uso. Em uma modalidade particular, um anticorpo da invenção é combinado com um anticorpo que se liga especificamente a Stx ou Stx1.30/58 be combined for use. In a particular embodiment, an antibody of the invention is combined with an antibody that specifically binds to Stx or Stx1.

Administração terapêuticaTherapeutic administration

A invenção também apresenta a administração de anticorpos desenvolvidos usando os métodos acima (por exemplo, anticorpos que se ligam especificamente ao epítopo 11E10 de Stx2) a indivíduos que tenham, ou em risco de desenvolver uma doença associada à toxina de Shiga.The invention also features administration of antibodies developed using the above methods (for example, antibodies that specifically bind to the Stx2 11E10 epitope) to individuals who have, or are at risk of developing, a disease associated with Shiga toxin.

Os anticorpos da invenção serão formulados, dosados e administrados de uma forma consistente com a boa prática médica. Fatores para consideração neste contexto incluem o distúrbio específico a ser tratado, o indivíduo específico a ser tratado, a condição clínica do indivíduo, a causa do distúrbio, o sítio de entrega do agente, o método de administração, a programação da administração e outros fatores conhecidos pelos médicos. A quantidade terapeuticamente eficaz de anticorpo que se liga especificamente ao epítopo 11E10 de Stx2 a ser administrado será regido por tais considerações, e é a quantidade mínima necessária para prevenir, melhorar, tratar ou estabilizar uma doença associada à toxina Shiga, ou os sintomas associados a ela. O anticorpo específico para o epítopo 11E10 não precisa ser, mas é opcionalmente formulado com um ou mais agentes atualmente utilizados para prevenir ou tratar doenças associadas à toxina Shiga (por exemplo, anticorpos específicos para Stx1, incluindo 13C4, ou derivados quiméricos humanizado destes). A quantidade efetiva destes outros agentes depende da quantidade de anticorpos específicos para o epítopo 11E10 de Stx2 presente na formulação, do tipo de distúrbio ou tratamento e de outros fatores discutidos acima.The antibodies of the invention will be formulated, dosed and administered in a manner consistent with good medical practice. Factors for consideration in this context include the specific disorder to be treated, the specific individual to be treated, the individual's clinical condition, the cause of the disorder, the agent's delivery site, the method of administration, the schedule of administration and other factors known to doctors. The therapeutically effective amount of antibody that specifically binds to the 11E10 epitope of Stx2 to be administered will be governed by such considerations, and is the minimum amount necessary to prevent, ameliorate, treat or stabilize a disease associated with Shiga toxin, or symptoms associated with she. The antibody specific for the 11E10 epitope does not need to be, but is optionally formulated with one or more agents currently used to prevent or treat diseases associated with the Shiga toxin (for example, antibodies specific to Stx1, including 13C4, or humanized chimeric derivatives thereof). The effective amount of these other agents depends on the amount of antibodies specific for the 11x10 epitope of Stx2 present in the formulation, the type of disorder or treatment and other factors discussed above.

O anticorpo é administrado por qualquer meio adequado, inclusive parenteral, subcutâneo, intraperitoneal, intrapulmonar e intranasal. Infusões parenterais incluem a administração intramuscular, intravenosa, intraarterial, intraperitoneal ou subcutânea. Além disso, o anticorpo é devidamente administrado por infusão de pulso, particularmente com doses em declínio do anticorpo. De preferência a dose é dada por injeções, mais de preferênThe antibody is administered by any suitable means, including parenteral, subcutaneous, intraperitoneal, intrapulmonary and intranasal. Parenteral infusions include intramuscular, intravenous, intraarterial, intraperitoneal or subcutaneous administration. In addition, the antibody is properly administered by pulse infusion, particularly with declining doses of the antibody. Preferably the dose is given by injections, more preferably

31/58 cias injeções intravenosas ou subcutâneas, dependendo, em parte, se a administração for breve ou crônica.31/58 intravenous or subcutaneous injections, depending, in part, on whether the administration is brief or chronic.

III. VACINASIII. VACCINES

A invenção apresenta composições para estimular uma resposta imune contra a proteína Stx2.The invention features compositions to stimulate an immune response against the Stx2 protein.

Indivíduos tendo ou em risco de desenvolver uma doença associada à toxina de Shiga podem ser tratados pela administração de uma composição (por exemplo, uma vacina), contendo o epitopo 11E10 da invenção, onde o polipeptideo não inclui o polipeptideo Stx2 de comprimento total ou a subunidade de StxA2 processada, de preferência em uma quantidade imunogenicamente eficaz. A composição pode ser administrada profilaticamente e/ou terapeuticamente.Individuals having or at risk of developing a disease associated with Shiga toxin can be treated by administering a composition (for example, a vaccine), containing the 11E10 epitope of the invention, where the polypeptide does not include the full-length Stx2 polypeptide or the subunit of processed StxA2, preferably in an immunogenically effective amount. The composition can be administered prophylactically and / or therapeutically.

Diferentes tipos de vacinas podem ser desenvolvidos de acordo com procedimentos padrões conhecidos na técnica. Por exemplo, uma vacina pode ser baseada em peptídeo (ver, por exemplo, Smith et al. ((2006) Vaccine 24:4122-4129)), vacinas a base de ácido nucleico (por exemplo, ver Bentacor et al., DNA vaccine encoding the enterohemorragic Escherichia coli 1 (EHEC) Shiga-like toxin 2 (Stx2) A2 and B subunits confers protective immunity to Stx challenge in the murine model Clin. Vaccine Immunol, (epublication ahead of print, PMID 19176691)), vacinas bacterianas ou a base de vírus. A formulação da vacina contendo um polipeptideo ou ácido nucleico que codifica o polipeptideo que inclui o epitopo 11E10 pode conter uma variedade de outros componentes, incluindo estabilizadores. A vacina também pode incluir ou ser coadministrada com, um ou mais adjuvantes adequados. A razão de adjuvante para o polipeptideo que inclui o epitopo 11E10 na vacina pode ser determinada por métodos padronizados por uma pessoa versada na técnica.Different types of vaccines can be developed according to standard procedures known in the art. For example, a vaccine can be based on peptide (see, for example, Smith et al. ((2006) Vaccine 24: 4122-4129)), nucleic acid-based vaccines (for example, see Bentacor et al., DNA vaccine encoding the enterohemorragic Escherichia coli 1 (EHEC) Shiga-like toxin 2 (Stx2) A2 and B subunits confers protective immunity to Stx challenge in the murine model Clin. Vaccine Immunol, (epublication ahead of print, PMID 19176691)), bacterial vaccines or the virus base. The vaccine formulation containing a polypeptide or nucleic acid encoding the polypeptide that includes the 11E10 epitope can contain a variety of other components, including stabilizers. The vaccine can also include or be co-administered with one or more suitable adjuvants. The adjuvant ratio for the polypeptide that includes the 11E10 epitope in the vaccine can be determined by standard methods by a person skilled in the art.

Em outra modalidade, as vacinas de peptídeo podem utilizar peptídeos incluindo o epitopo 11E10 ou derivados funcionais do mesmo como uma vacina profilática ou terapêutica em várias maneiras, incluindo: 1) como monômeros ou multímeros da mesma sequência, 2) combinadas de forma contígua ou não contígua com sequências adicionais que podem faciliIn another embodiment, peptide vaccines can use peptides including the 11E10 epitope or functional derivatives thereof as a prophylactic or therapeutic vaccine in several ways, including: 1) as monomers or multimers of the same sequence, 2) combined contiguously or not contiguous with additional strings that can facilitate

32/58 tar a agregação, promover a apresentação ou processamento do epitopo (por exemplo, sequências de direcionamento classe l/ll) e/ou anticorpos adicionais, ajudante T ou epitopos CTL para aumentar a imunogenicidade do epitopo 11E10, 3) quimicamente modificada ou conjugada com agentes que aumentam a imunogenicidade ou a entrega da vacina (por exemplo, ácido graxo ou de cadeias de acila, KLH, toxoide tetânico, ou toxina da cólera), 4) qualquer combinação dos itens acima, 5) qualquer dos itens acima em combinação com adjuvantes, incluindo, mas não limitado a géis inorgânicos, como hidróxido de alumínio, e emulsões água em óleo, como adjuvante de Freund incompleto, sais de alumínio, saponinas ou triterpenos, MPL, toxina da cólera, ISCOM'S®, PROVAX®, DETOX®, SAF, adjuvante de Freund, Alum®, Saponin®, entre outros, e em especial os descritos nas Patentes N° US. 5.709.860; 5.695.770 e 5.585.103, e/ou em combinação com veículos de entrega, incluindo mas não limitados a lipossomas, VPLs ou partículas semelhantes a vírus, microemulsões, vetores virais ou bacterianos atenuados ou mortos, e microesferas biodegradáveis (ver, por exemplo, Kersten and Hirschberg ((2004) Expert Rev of Vaccines. 3. 453 - 462); Sheikh et al. ((2000) Curr Opin Mol Ther. 2: 37-54)), e 6) administrados por qualquer rota ou como um meio de carregar as células com antigeno ex vivo.32/58 perform aggregation, promote presentation or processing of the epitope (eg, class l / ll targeting sequences) and / or additional antibodies, T helper or CTL epitopes to increase the immunogenicity of the chemically modified epitope 11E10, 3) or conjugated with agents that increase immunogenicity or vaccine delivery (eg, fatty acid or acyl chains, KLH, tetanus toxoid, or cholera toxin), 4) any combination of the above, 5) any of the above in combination with adjuvants, including, but not limited to inorganic gels, such as aluminum hydroxide, and water-in-oil emulsions, as incomplete Freund's adjuvant, aluminum salts, saponins or triterpenes, MPL, cholera toxin, ISCOM'S®, PROVAX®, DETOX®, SAF, Freund's adjuvant, Alum®, Saponin®, among others, and in particular those described in US Patent Nos. 5,709,860; 5,695,770 and 5,585,103, and / or in combination with delivery vehicles, including but not limited to liposomes, NPVs or virus-like particles, microemulsions, attenuated or killed viral or bacterial vectors, and biodegradable microspheres (see, for example) , Kersten and Hirschberg ((2004) Expert Rev of Vaccines. 3.453 - 462); Sheikh et al. ((2000) Curr Opin Mol Ther. 2: 37-54)), and 6) administered by either route or as a means of loading cells with antigen ex vivo.

As doses de um polipeptideo, que inclui um epitopo 11E10, onde o polipeptideo não seja o Stx2 de comprimento completo, administradas ao indivíduo tanto como uma terapia profilática ou terapia contra uma doença associada à toxina Shiga podem ser determinadas por uma pessoa versada na técnica. Geralmente, as doses conterão entre cerca de 10 mg □ a 1000 mg de preferência entre cerca de 10 mg e 500 mg, mais preferivelmente entre cerca de 30 mg e 120 mg, mais preferivelmente entre cerca de 40 mg e 70 mg, mais preferivelmente entre cerca de 60 mg do polipeptideo que inclui o epitopo 11E10.The doses of a polypeptide, which includes an 11E10 epitope, where the polypeptide is not the full-length Stx2, administered to the individual either as prophylactic therapy or therapy against a disease associated with Shiga toxin can be determined by a person skilled in the art. Generally, doses will contain between about 10 mg □ to 1000 mg, preferably between about 10 mg and 500 mg, more preferably between about 30 mg and 120 mg, more preferably between about 40 mg and 70 mg, more preferably between about 60 mg of the polypeptide that includes the 11E10 epitope.

Pelo menos uma dose do polipeptideo que inclui o epitopo 11E10 será administrada ao indivíduo, de preferência pelo menos duas doses, mais de preferência quatro doses, com até seis ou mais doses totais administradas. Pode ser desejável administrar doses de reforço do polipeptíAt least one dose of the polypeptide that includes the 11E10 epitope will be administered to the subject, preferably at least two doses, more preferably four doses, with up to six or more total doses administered. It may be desirable to administer booster doses of the polypeptide

33/58 deo que inclui o epitopo 11E10 em intervalos de uma ou duas semanas após a última imunização, geralmente uma dose de reforço contendo menos que ou a mesma quantidade do epitopo 11E10 que a dose inicial administrada. Em um exemplo, o regime de imunização será administrado em quatro doses em intervalos de uma semana. Uma vez que um polipeptideo ou ácido nucleico pode ser quebrado no estômago, a imunização é de preferência administrada parenteralmente (por exemplo, injeção subcutânea, intramuscular, intravenosa ou intradérmica). O progresso dos indivíduos imunizados pode ser seguido por uma avaliação médica geral, triagem para a infecção por sorologia e/ou exame gastroscópico.33/58 deo that includes the 11E10 epitope at intervals of one or two weeks after the last immunization, usually a booster dose containing less than or the same amount of the 11E10 epitope as the initial administered dose. In one example, the immunization regimen will be administered in four doses at one week intervals. Since a polypeptide or nucleic acid can be broken down in the stomach, immunization is preferably administered parenterally (for example, subcutaneous, intramuscular, intravenous or intradermal injection). The progress of immunized individuals can be followed by a general medical evaluation, screening for infection by serology and / or gastroscopic examination.

IV. EXEMPLOSIV. EXAMPLES

Exemplo 1Example 1

O anticorpo monoclonal 11E10 reconhece a subunidade A1 do Stx2. A ligação do 11E10 ao Stx2 neutraliza ambas as atividades citotóxica e letal de Stx2, mas o anticorpo monoclonal não se liga nem neutraliza o Stx1 apesar da identidade de 55% e similaridade de 68% nos aminoácidos das subunidades A maduras. Neste estudo, buscou-se identificar o segmento(s) em Stx2 que constitui o epitopo 11E10 e determinar como o reconhecimento daquela região por 11E10 leva a inativação da toxina. Em direção a esses objetivos, geramos um conjunto de moléculas Stx1/Stx2 quiméricas e depois avaliamos a capacidade do 11E10 de reconhecer aquelas toxinas híbridas por meio de análises de Western blot e neutralizá-las em ensaios de citotoxicidade celular Vero. Também compararam-se as sequências de aminoácidos e as estruturas de cristal de Stx1 e Stx2 para trechos de dissimilaridade que possam prever um epitopo de ligação no Stx2 para 11E10. Por meio destas avaliações, concluiu-se que o epitopo 11E10 é composto de três regiões não contíguas em torno do sítio ativo de Stx2. Para perguntar como 11E10 neutraliza Stx2, examinou-se a capacidade dos complexos 11E10/Stx2 de atingir os ribossomos. Descobriu-se que a ligação do 11E10 ao Stx2 impediu a toxina de inibir a síntese de proteína em um ensaio in vitro, mas também alterou a distribuição celular global de Stx2 em células Vero. Foi proposto que a ligação do anticorpo monoclonal 11E10 ao Stx2 neuMonoclonal antibody 11E10 recognizes the A 1 subunit of Stx2. The binding of 11E10 to Stx2 neutralizes both the cytotoxic and lethal activities of Stx2, but the monoclonal antibody does not bind or neutralize Stx1 despite the 55% identity and 68% similarity in the amino acids of the mature A subunits. In this study, we sought to identify the segment (s) in Stx2 that constitutes the 11E10 epitope and to determine how the recognition of that region by 11E10 leads to toxin inactivation. Towards these goals, we generated a set of chimeric Stx1 / Stx2 molecules and then evaluated the ability of 11E10 to recognize those hybrid toxins by means of Western blot analyzes and neutralize them in Vero cell cytotoxicity assays. The amino acid sequences and crystal structures of Stx1 and Stx2 were also compared for dissimilarity stretches that can predict a binding epitope in Stx2 for 11E10. Through these evaluations, it was concluded that the 11E10 epitope is composed of three non-contiguous regions around the active site of Stx2. To ask how 11E10 neutralizes Stx2, we examined the ability of 11E10 / Stx2 complexes to reach ribosomes. The binding of 11E10 to Stx2 was found to prevent the toxin from inhibiting protein synthesis in an in vitro assay, but also to alter the overall cellular distribution of Stx2 in Vero cells. It has been proposed that the binding of monoclonal antibody 11E10 to Stx2 neu

34/58 traliza, pelo menos, alguns se não todos os efeitos da toxina e pode fazê-lo, impedindo que a toxina alcance ou inative os ribossomos.34/58 tralizes at least some, if not all, of the toxin's effects and can do so by preventing the toxin from reaching or inactivating ribosomes.

Investigaram-se estratégias de imunização passivas para neutralizar o Stxs associado às infecções STEC (Dowling et al. (2005) Antimicrob. AgentsChemother. 49:1808-1812, Edwards et al. (1998) In J. B. Kaper and A. D. O'Brien (ed.), Escherichia coli O157:H7 and other Shiga toxinproducing E. coli strains. ASM Press, Washington, DC., Kimura et al. (2002) Hybrid. Hybridomics. 21:161-168, Ma et al. (2008) Immunol. Lett. 121:110115, Mukherjee et al. (2002) Infect. Immun. 70:612-619, Mukherjee et al. (2002) Infect. Immun. 70:5896-5899.). Na estratégia de imunização passiva é baseada em anticorpos monoclonais de murinos desenvolvidos neste laboratório que especificamente se ligam e neutralizam Stx/Stx1 ou Stx2 (Strockbine et al. (1985) Infect. Immun. 50:695-700, Perera et al. (1988) J Clin. Microbiol. 26:2127-2131). O anticorpo monoclonal 11E10 foi gerado pela imunização de camundongos BALB/c com Stx2 detoxificado por tratamento com formaldeído (Perera et al., supra). Pela análise de Western blot, o anticorpo monoclonal 11E10 especificamente reconhece o fragmento Ai de Stx2 e neutraliza Stx2 para as células Vero e camundongos, mas não liga nem neutraliza Stx/Stx1 (Edwards et al, supra; Perera et al . supra. O anticorpo monoclonal 11E10 de murino foi modificado para conter uma região humana constante para reduzir o potencial para um receptor de anticorpos para gerar uma resposta de anticorpo anticamundongo. Este anticorpo humano/camundongo quimérico, chamado cüStx2, passou com êxito pelo teste clínico de Fase I (Dowling et al., supra). Neste relatório, definiu-se o epítopo na subunidade A de stx2 reconhecido pelo anticorpo monoclonal 11E10 de murino (e, portanto, também por cüStx2) na subunidade A de Stx2, e apresentaram-se provas de que o anticorpo monoclonal bloqueia a ação enzimática da toxina in vitro e também altera o tráfico de toxina em células Vero.Passive immunization strategies to neutralize Stxs associated with STEC infections (Dowling et al. (2005) Antimicrob. AgentsChemother. 49: 1808-1812, Edwards et al. (1998) In JB Kaper and AD O'Brien (ed .), Escherichia coli O157: H7 and other Shiga toxinproducing E. coli strains. ASM Press, Washington, DC., Kimura et al. (2002) Hybrid. Hybridomics. 21: 161-168, Ma et al. (2008) Immunol Lett. 121: 110115, Mukherjee et al. (2002) Infect. Immun. 70: 612-619, Mukherjee et al. (2002) Infect. Immun. 70: 5896-5899.). The passive immunization strategy is based on monoclonal antibodies from murines developed in this laboratory that specifically bind and neutralize Stx / Stx1 or Stx2 (Strockbine et al. (1985) Infect. Immun. 50: 695-700, Perera et al. (1988 ) J Clin Microbiol 26: 2127-2131). Monoclonal antibody 11E10 was generated by immunizing BALB / c mice with detoxified Stx2 by treatment with formaldehyde (Perera et al., Supra). By Western blot analysis, monoclonal antibody 11E10 specifically recognizes the Ai fragment of Stx2 and neutralizes Stx2 for Vero cells and mice, but does not bind or neutralize Stx / Stx1 (Edwards et al, supra; Perera et al. Supra. The antibody monoclonal murine 11E10 has been modified to contain a constant human region to reduce the potential for an antibody receptor to generate an anti-mouse antibody response.This chimeric human / mouse antibody, called cüStx2, has successfully passed the Phase I clinical test (Dowling et al., supra) In this report, the epitope was defined in the A subunit of stx2 recognized by the murine monoclonal antibody 11E10 (and therefore also by cüStx2) in the A subunit of Stx2, and evidence was presented that the Monoclonal antibody blocks the enzymatic action of the toxin in vitro and also alters toxin trafficking in Vero cells.

Materiais e métodosMaterials and methods

Cepas de bactérias, plasmídeos, Stx1 e Stx2 purificados, e os anticorpos monoclonais 11E10 e 13C4.Strains of purified bacteria, plasmids, Stx1 and Stx2, and monoclonal antibodies 11E10 and 13C4.

Bactérias foram cultivadas em caldo de Luria-Bertani (LB) ou emBacteria were grown in Luria-Bertani broth (LB) or in

35/58 ágar LB (Becton Dickinson and Company, Sparks, MD) suplementado com 100 g/ml de ampicilina, conforme necessário para a seleção de plasmídeos recombinantes. As cepas de bactérias e plasmídeos utilizadas neste estudo estão listadas na Tabela 1. Stx1 e Stx2 foram purificados por cromatografia 5 de afinidade, como descrito anteriormente (Melton-Celsa e O'Brien (2000) pp. 385-406. In Handbook of Experimental Pharmacology, vol. 145. SpringerVerlag, Berlim) e os anticorpos monoclonais 11E10, 11F11 (específicos para Stx2 (Perera et al., supra) e 13C4 [específicos para Stx1 (Strockbine et al. (1985) Infect. Immun. 50:695-700)] foram produzidos neste laboratório e de10 positados com recursos BEI (Manassas, VA).35/58 LB agar (Becton Dickinson and Company, Sparks, MD) supplemented with 100 g / ml ampicillin, as needed for selection of recombinant plasmids. The strains of bacteria and plasmids used in this study are listed in Table 1. Stx1 and Stx2 were purified by affinity chromatography 5, as previously described (Melton-Celsa and O'Brien (2000) pp. 385-406. In Handbook of Experimental Pharmacology, vol. 145. SpringerVerlag, Berlin) and monoclonal antibodies 11E10, 11F11 (specific for Stx2 (Perera et al., Supra) and 13C4 [specific for Stx1 (Strockbine et al. (1985) Infect. Immun. 50: 695 -700)] were produced in this laboratory and 10 were approved with EIB resources (Manassas, VA).

Tabela 1. Cepas de bactérias e plasmídeos utilizadas neste estudo.Table 1. Strains of bacteria and plasmids used in this study.

Cepa ou plasmídeo Strain or plasmid Características relevantes Relevant characteristics Fonte ou referência Source or reference Cepas de E. coli E. coli strains Dh5ü Dh5ü F-80 dlacZ_M15 _(lacZYA-argF)U1Q9 endA1 re- cA1hsdR17(rK-mK +) deoR thi-1 phoA supE44 _-gyrA96 relA1 F-80 dlacZ_M15 _ (lacZYA-argF) U1Q9 endA1 re- cA1hsdR17 (rK-mK +) deoR thi-1 phoA supE44 _-gyrA96 relA1 Gibco BRL Gibco BRL XL10 Gold XL10 Gold Tetr A(mcrA) 183 A(mcrCB-hsdSMRmrr)173 endA1 supE44 thi-1 recA1 gyrA96 relA1 lac Hte [F' proAB laclqZAM15 Tn10 (Tetr) Amy Camr] Tetr A (mcrA) 183 A (mcrCB-hsdSMRmrr) 173 endA1 supE44 thi-1 recA1 gyrA96 relA1 lac Hte [F 'proAB laclqZAM15 Tn10 (Tetr) Amy Camr] Stratagene Stratagene BI21 (DE3) BI21 (DE3) FompT hsdSB (rB-mb) gal dem (DE3)FompT hsdS B (rB-m b ) gal dem (DE3) Novagen Novagen EH250 EH250 Isolado de E .coli Ount:H12; produtor de Stx2d E .coli Ount isolate: H12; Stx2d producer Pierard et al. (1998) J Clin Microbiol 36: 3317-3322 Pierard et al. (1998) J Clin Microbiol 36: 3317-3322 Vetores de Clonagem Cloning Vectors pBluescript II KS (-) pBluescript II KS (-) Vetor de clonagem E. coli (Ampr)E. coli cloning vector (Amp r ) Stratagene Stratagene pTRCHIS2c pTRCHIS2c Vetor de expressão Expression Vector Invitrogen Invitrogen

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Cepa ou plasmídeo Strain or plasmid Características relevantes Relevant characteristics Fonte ou referência Source or reference E. coli (Ampr)E. coli (Amp r ) Plasmídeos Re- combinantes Plasmids Re- combining pCKS120 pCKS120 Clone da toxina p- BR328 de stx2c Stx 2c p- BR328 toxin clone Lindgren et al. (1994) Infect. Immun. 62: 623-631 Lindgren et al. (1994) Infect. Immun. 62: 623-631 pJES1O1 pJES1O1 Clone da toxina pKS (-) de stx2e Stx 2e pKS toxin (-) clone Samuel et al. (1990) Infect. Immun. 58: 611-618 Samuel et al. (1990) Infect. Immun. 58: 611-618 pSQ543 pSQ543 Clone da toxina pSK (-) de StX2dactStX 2 dact pSK toxin (-) clone Lindgren et al. (1994) Infect. Immun. 62: 623-631 Lindgren et al. (1994) Infect. Immun. 62: 623-631 pMJS1 pMJS1 Clone da toxina pBluescript II KS (-) de stx-i PBluescript II toxin clone KS (-) from stx-i Smith et al. (2006) Vaccine 24:4122-4129 Smith et al. (2006) Vaccine 24: 4122-4129 pMJS2 pMJS2 Clone da toxina pBluescript II KS (-) de stx2 StBl 2 pBluescript II toxin clone (-) Smith et al. (2006) Vaccine 24: 4122-4129 Smith et al. (2006) Vaccine 24: 4122-4129 pMJS9 pMJS9 Clone da toxina pBluescript II KS (-), gene stxAi-stxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 29-297 + StxB2)PBluescript II KS toxin clone (-), chimeric stxAi-stxA 2 gene (StxA2 = amino acids 29-297 + StxB2) Este estudo This study pMJSIO pMJSIO Clone da toxina pBluescript II KS (-), gene stxAi-stxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 1-158)KBl pBluescript II toxin clone (-), chimeric stxAi-stxA 2 gene (StxA2 = amino acids 1-158) Este estudo This study pMJS11 pMJS11 Clone da toxina pTrcHis2 C, gene stxAistxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 1158)Toxin clone pTrcHis2 C, chimeric stxAistxA 2 gene (StxA2 = 1158 amino acids) Este estudo This study pMJS13 pMJS13 Clone da toxina pBluescript II KS (-), gene stxAi-stxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 29-128)PBluescript II toxin clone KS (-), chimeric stxAi-stxA 2 gene (StxA2 = amino acids 29-128) Este estudo This study pMJS15 pMJS15 Clone da toxina pBluescript II KS (-), gene stxA-i-stxA2 quimérico (StxA2 = aa 29-76)KBl pBluescript II toxin clone (-), chimeric stxA-i-stxA 2 gene (StxA2 = aa 29-76) Este estudo This study

37/5837/58

Cepa ou plasmídeo Strain or plasmid Características relevantes Relevant characteristics Fonte ou referência Source or reference pMJS16 pMJS16 clone da toxina pBluescript II KS (-), gene stxAi~stxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 42-76)toxin clone pBluescript II KS (-), chimeric stxAi ~ stxA 2 gene (StxA2 = amino acids 42-76) Este estudo This study pMJS28 pMJS28 clone da toxina pBluescript II KS (-), gene stxAi~stxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 42-49)toxin clone pBluescript II KS (-), chimeric stxAi ~ stxA 2 gene (StxA2 = amino acids 42-49) Este estudo This study pMJS49 pMJS49 clone da toxina pTrcHis2 C de stxi stxi pTrcHis2 C toxin clone Este estudo This study pMJS49A pMJS49A clone da toxina pTrcHis2 C, gene stxAistxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 42-49)toxin clone pTrcHis2 C, chimeric stxAistxA 2 gene (StxA2 = amino acids 42-49) Este estudo This study pMJS49AB pMJS49AB clone da toxina pTrcHis2 C, gene stxA-istxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 42-49, 96-100)toxin clone pTrcHis2 C, chimeric stxA-istxA 2 gene (StxA2 = amino acids 42-49, 96-100) Este estudo This study pMJS49AC pMJS49AC clone da toxina pTrcHis2 C, gene sfxAjstxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 42-49, 244-259)toxin clone pTrcHis2 C, chimeric sfxAjstxA 2 gene (StxA2 = amino acids 42-49, 244-259) Este estudo This study pMJS49BC pMJS49BC clone da toxina pTrcHis2 C, gene stxAistxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 96-100, 244-259)toxin clone pTrcHis2 C, chimeric stxAistxA 2 gene (StxA2 = amino acids 96-100, 244-259) Este estudo This study pMJS49ABC pMJS49ABC clone da toxina pTrcHis2 C, gene stxAistxA2 quimérico (StxA2 = aminoácidos 42-49, 96-100, 244259)toxin clone pTrcHis2 C, chimeric stxAistxA 2 gene (StxA2 = amino acids 42-49, 96-100, 244259) Este estudo This study pMJS50 pMJS50 clone da toxina pTrcHis2 C de stx2 stx 2 pTrcHis2 C toxin clone Robinson et al. (2006) PNAS 103: 9667-9672 Robinson et al. (2006) PNAS 103: 9667-9672 pMJS52 pMJS52 clone da toxina pTrcHis2 C de stx2c stx 2c pTrcHis2 C toxin clone Este estudo This study pMJS59 pMJS59 clone da toxina pTr- pTr- toxin clone Este estudo This study

38/5838/58

Cepa ou plasmideo Strain or plasmid Características relevantes Relevant characteristics Fonte ou referência Source or reference cHis2 C de stx2d stx 2d cHis2 C pMJS49ABC* pMJS49ABC * pMJS49ABC com mutação Y77S pMJS49ABC with Y77S mutation Este estudo This study

Construção de plasmídeos de toxina quiméricos.Construction of chimeric toxin plasmids.

Seis genes de toxina quiméricos que continham porções de ambos stxA1 e stxA2 foram gerados por PCR com o junção pelo protocolo de extensão de sobreposição (SOE) (Higuchi (1989) p. 61-70. Em H. A. Erlich 5 (ed.), PCR technology. Stockton Press, Nova York), e os produtos de PCR foram ligados em pBluescript II KS (-) (Stratagene, La Jolla, CA). Os genes de toxina quiméricos continham os promotores nativos e sequências ShineDalgarno, e os níveis de expressão de toxina de cinco dos clones foram suficientes nessas condições. Para aumentar o nível de expressão da subuni10 dade A a partir de um clone (pMJS11), o operon da toxina foi amplificado porSix chimeric toxin genes that contained portions of both stxA1 and stxA2 were generated by PCR with the junction by the overlap extension protocol (SOE) (Higuchi (1989) p. 61-70. In HA Erlich 5 (ed.), PCR Stockton Press, New York), and PCR products were linked in pBluescript II KS (-) (Stratagene, La Jolla, CA). The chimeric toxin genes contained the native promoters and ShineDalgarno sequences, and the toxin expression levels of five of the clones were sufficient under these conditions. To increase the expression level of subunit A from a clone (pMJS11), the toxin operon was amplified by

PCR uma segunda vez e uma sequência Shine-Dalgarno otimizada [TAAGGAGGACAGCTATG (a sequência Shine-Dalgarno otimizada está sublinhada e o sítio de início de tradução para StxA2 está em negrito) SEQ ID NO: 20] foi adicionado a montante de stxA2. Este último produto de PCR foi liga15 do no vetor de expressão pTrcHis2 C (Invitrogen, Carlsbad, CA) que tem um promotor induzível por isopropil-p-D-tiogalactopiranosídeo (IPTG). Todos os iniciadores usados neste estudo estão listados na Tabela 2.PCR a second time and an optimized Shine-Dalgarno sequence [TAAGGAGGACAGCTATG (the optimized Shine-Dalgarno sequence is underlined and the translation start site for StxA2 is in bold) SEQ ID NO: 20] has been added upstream of stxA 2 . This latter PCR product was ligated into the pTrcHis2 C expression vector (Invitrogen, Carlsbad, CA) which has an isopropyl-pD-thiogalactopyranoside (IPTG) inducible promoter. All primers used in this study are listed in Table 2.

Tabela 2. Iniciadores de oligonucleotídeo sintéticos usados neste estudoTable 2. Synthetic oligonucleotide primers used in this study

Iniciador Initiator Sequência (5'-3’)ab String (5'-3 ') a ' b Finalidade/Região de homologia Purpose / Homology Region MJS1 MJS1 GATCCT GATCCCCCTGTAACGAAGI I IGCGTAACAGC (SEQ ID NO: 21) GATCCT GATCCCCCTGTAACGAAGI I IGCGTAACAGC (SEQ ID NO: 21) Iniciador a montante síx-ι, usado para gerar pMJS9, pMJS13, pMJS15, pMJS16 e pMJS28 Upstream initiator sx-ι, used to generate pMJS9, pMJS13, pMJS15, pMJS16 and pMJS28 MJS2 MJS2 GATCGAATTCTCGCTTACGATCATCAAAGAGATCATACC (SEQ ID NO: 22) GATCGAATTCTCGCTTACGATCATCAAAGAGATCATACC (SEQ ID NO: 22) iniciador a jusante stx-i, usado para gerar pMJSIO, pMJS11, pMJS13, pMJS15, pMJS16 e pMJS28 downstream initiator stx-i, used to generate pMJSIO, pMJS11, pMJS13, pMJS15, pMJS16 and pMJS28 MJS5 MJS5 GATCGGATCCAGCAAGGGCCACCA- GATCGGATCCAGCAAGGGCCACCA- iniciador a montante stx2, usado para gerar pMJSIOupstream initiator stx 2 , used to generate pMJSIO

39/5839/58

Iniciador Initiator Sequência (5'-3')ab String (5'-3 ') a ' b Finalidade/Região de homologia Purpose / Homology Region TATCACA- TACCGCC(SEQ ID NO: 23) TATCACA- TACCGCC (SEQ ID NO: 23) MJS6 MJS6 CAGGGGAATTCACCATGCGAA- Al I I I I I IAACAAATGC (SEQ ID NO: 24) CAGGGGAATTCACCATGCGAA- Al I I I I I IAACAAATGC (SEQ ID NO: 24) iniciador a jusante stx2, usado para gerar pMJS9downstream initiator stx 2 , used to generate pMJS9 2A29F 2A29F GAACATATATCTCAGGGGACCAC (SEQ ID NO: 25) GAACATATATCTCAGGGGACCAC (SEQ ID NO: 25) Usado com 1A28R para gerar pMJS9, pMJS13epMJS15 Used with 1A28R to generate pMJS9, pMJS13epMJS15 1A28R 1A28R GTGGTCCCCTGAGA TATATGTTCTAATGGAGTACCTATTGCAGAGCG (SEQ ID NO: 26) GTGGTCCCCTGAGA TATATGTTCTAATGGAGTACCTATTGCAGAGCG (SEQ ID NO: 26) Usado com 2A29F para gerar pMJS9, pMJS13epMJS15 Used with 2A29F to generate pMJS9, pMJS13epMJS15 1A159F 1A159F TTACGGI I IGI TACTGTGACAGCTGAAGC (SEQ ID NO: 27) TTACGGI I IGI TACTGTGACAGCTGAAGC (SEQ ID NO: 27) Usado com 2A158R para gerar pMJSIO e pMJS11 Used with 2A158R to generate pMJSIO and pMJS11 2A158R 2A158R GCTTCAGCTGTCAC AGTAACAAACCGTAAAACTGCTCTGGATGCATCTCTGGT(SEQ ID NO: 28) GCTTCAGCTGTCAC AGTAACAAACCGTAAAACTGCTCTGGATGCATCTCTGGT (SEQ ID NO: 28) Usado com 1A159F para gerar pMJSIO e pMJS11 Used with 1A159F to generate pMJSIO and pMJS11 1A129F 1A129F CAGATAAATCGCCATTCGT TGA (SEQ ID NO: 29) CAGATAAATCGCCATTCGT TGA (SEQ ID NO: 29) Usado com 2A128R para gerar pMJS13 Used with 2A128R to generate pMJS13 2A128R 2A128R TCAACGAATGGCGAI I IATCTGCATTCCGGAACGTTCCAG CGC (SEQ ID NO: 30) TCAACGAATGGCGAI I IATCTGCATTCCGGAACGTTCCAG CGC (SEQ ID NO: 30) Usado com 1A129F para gerar pMJS13 Used with 1A129F to generate pMJS13 2A42F 2A42F GGTACGTCI I I AC IG ATGATTAACCACACCCCACCGGGCAGTTAI I I IGC (SEQ ID NO: 31) GGTACGTCI I I AC IG ATGATTAACCACACCCCACCGGGCAGTTAI I I IGC (SEQ ID NO: 31) Usado com 1A41R para gerar pMJS16 Used with 1A41R to generate pMJS16 1A41R 1A41R GCAAAATAACTGCC CGGTGGGGTGTGGT TAATCATCAGTAAAGACGTACC(SEQ ID GCAAAATAACTGCC CGGTGGGGTGTGGT TAATCATCAGTAAAGACGTACC (SEQ ID Usado com 2A42F para gerar pMJS16 Used with 2A42F to generate pMJS16

40/5840/58

Iniciador Initiator Sequência (5'-3')ab String (5'-3 ') a ' b Finalidade/Região de homologia Purpose / Homology Region NO: 32) NO: 32) 1A77F 1A77F TATGTGACAGGA I I IGTTAACAGGAC (SEQ ID NO: 33) TATGTGACAGGA I I IGTTAACAGGAC (SEQ ID NO: 33) Usado com 2A76R para gerar pMJS15 Used with 2A76R to generate pMJS15 2A76R 2A76R GTCCTGTTAACAAATCCTGTCACATATAAAT- TA I I I IGCT CAA- TAATCAGACGAAGATGG (SEQ ID NO: 34) GTCCTGTTAACAAATCCTGTCACATATAAAT- TA I I I IGCT CAA- TAATCAGACGAAGATGG (SEQ ID NO: 34) Usado com 1A77F para gerar pMJS15 Used with 1A77F to generate pMJS15 1A51 1A51 AGGAGGACAGCTATGAAAATAATTAI I I I IAGAGTGCTA (SEQ ID NO: 35) AGGAGGACAGCTATGAAAATAATTAI I I I IAGAGTGCTA (SEQ ID NO: 35) iniciador a montante stxA-ι #1 com sequência de Shine-Dalgarno otimizada, usado para gerar pMJS49 upstream primer stxA-ι # 1 with optimized Shine-Dalgarno sequence, used to generate pMJS49 1A52 1A52 GATCGGATCCTAAGGAGGACAGCTATGAAAATAATT (SEQ ID NO: 36) GATCGGATCCTAAGGAGGACAGCTATGAAAATAATT (SEQ ID NO: 36) iniciador a montante stxAi #2 com sequência de Shine-Dalgarno otimizada, usado para gerar pMJS49 upstream stxAi # 2 primer with optimized Shine-Dalgarno sequence, used to generate pMJS49 1BC1 1BC1 GGTGGTGGTGACGAAAAATAACTTCGCTGAATCC (SEQ ID NO: 37) GGTGGTGGTGACGAAAAATAACTTCGCTGAATCC (SEQ ID NO: 37) Iniciador a jusante com marcador His stxBi #1, usado para gerar pMJS49 Downstream initiator with His stxBi # 1 marker, used to generate pMJS49 1BC2 1BC2 CAGTGGTGGTGGTG GTGGTGACGAAAAATAAC (SEQ ID NO: 38) CAGTGGTGGTGGTG GTGGTGACGAAAAATAAC (SEQ ID NO: 38) Iniciador a jusante com marcador His stxB-i #2, usado para gerar pMJS49 Downstream initiator with His stxB-i # 2 marker, used to generate pMJS49 BC3 BC3 GATCGAATTCTCAGTGGTGGTGGTG GTGGTG (SEQ ID NO: 39) GATCGAATTCTCAGTGGTGGTGGTG GTGGTG (SEQ ID NO: 39) Iniciador a jusante com marcador His stxB-ι #3, usado para gerar pMJS49 e pMJS52 Downstream initiator with His stxB-ι # 3 marker, used to generate pMJS49 and pMJS52 MSAF MSAF AACCACACCCCACC GGGCAGTTAI I I IGCAGTTGATGTCAGAGGG (SEQ ID NO: 40) AACCACACCCCACC GGGCAGTTAI I I IGCAGTTGATGTCAGAGGG (SEQ ID NO: 40) Usado com MSAR para gerar pMJS28, pMJS49A, pMJS49AB, pMJS49AC e pMJS49ABC Used with MSAR to generate pMJS28, pMJS49A, pMJS49AB, pMJS49AC and pMJS49ABC MSAR MSAR ATAACTGCCCGGTG GGGTGTGGTTAATCATCAGTAAAGACGTACC (SEQ ID NO: 41) ATAACTGCCCGGTG GGGTGTGGTTAATCATCAGTAAAGACGTACC (SEQ ID NO: 41) Usado com MSAF para gerar pMJS28, pMJS49A, PMJS49AB, pMJS49AC e pMJS49ABC Used with MSAF to generate pMJS28, pMJS49A, PMJS49AB, pMJS49AC and pMJS49ABC 961OOF 961OOF ACACATATATCAGTG CCAGGTACAA- ACACATATATCAGTG CCAGGTACAA- Usado com 96100R para gerar pMJS49AB, pMJS49BC e Used with 96100R to generate pMJS49AB, pMJS49BC and

Iniciador Initiator Sequência (5'-3')ab String (5'-3 ') a ' b Finalidade/Região de homologia Purpose / Homology Region CAGCGGTTACATTGTCTGG (SEQ ID NO: 42) CAGCGGTTACATTGTCTGG (SEQ ID NO: 42) pMJS49ABC pMJS49ABC 96100R 96100R ACCTGGCACTGATA TATGTGTAAAATCAGCAAAGCGATAAAAAACA (SEQ ID NO: 43) ACCTGGCACTGATA TATGTGTAAAATCAGCAAAGCGATAAAAAACA (SEQ ID NO: 43) Usado com 961 OOF para gerar pMJS49AB, pMJS49BC e pMJS49ABC Used with 961 OOF to generate pMJS49AB, pMJS49BC and pMJS49ABC JCT1F JCT1F GTGAATGAAGAGAG TCAACCAGAATGTCCGGCAGATGGAAGAGTCCG (SEQ ID NO: 44) GTGAATGAAGAGAG TCAACCAGAATGTCCGGCAGATGGAAGAGTCCG (SEQ ID NO: 44) iniciador da região C #1, usado com JCT1R para gerar pMJS49AC, pMJS49BC e pMJS49ABC C # 1 region primer, used with JCT1R to generate pMJS49AC, pMJS49BC and pMJS49ABC JCT1R JCT1R TTCTGGTTGACTCTCTTCATTCAC (SEQ ID NO: 45) TTCTGGTTGACTCTCTTCATTCAC (SEQ ID NO: 45) iniciador da região C #1, usado com JCT1F para gerar pMJS49AC, pMJS49BC e pMJS49ABC C # 1 region primer, used with JCT1F to generate pMJS49AC, pMJS49BC and pMJS49ABC JCT2F JCT2F GGCATTAATACTGAA TTGTCATCATCAGGGGGCGCGTTC TGTTCGC (SEQ ID NO: 46) GGCATTAATACTGAA TTGTCATCATCAGGGGGCGCGTTC TGTTCGC (SEQ ID NO: 46) iniciador da região C #2, usado com JCT2R para gerar pMJS49AC, pMJS49BC e pMJS49ABC C # 2 region primer, used with JCT2R to generate pMJS49AC, pMJS49BC and pMJS49ABC JCT2R JCT2R ATGATGACAATTCAGTATTAATGCC (SEQ ID NO: 47) ATGATGACAATTCAGTATTAATGCC (SEQ ID NO: 47) iniciador da região C #2, usado com JCT2F para gerar pMJS49AC, pMJS49BC e pMJS49ABC C # 2 region primer, used with JCT2F to generate pMJS49AC, pMJS49BC and pMJS49ABC 2A51 2A51 AGGAGGACAGCTATGAAGTGTATATTAI I IAAATGGGT (SEQ ID NO: 48) AGGAGGACAGCTATGAAGTGTATATTAI I IAAATGGGT (SEQ ID NO: 48) iniciador a montante stxA2 #1 com sequência de Shine-Dalgarno otimizada, usado para gerar pMJS11 e pMJS52upstream stxA 2 # 1 primer with optimized Shine-Dalgarno sequence, used to generate pMJS11 and pMJS52 2A52 2A52 GATCGGATCCTAAGGAGGACAGCTATGAAGTGTA (SEQ ID NO: 49) GATCGGATCCTAAGGAGGACAGCTATGAAGTGTA (SEQ ID NO: 49) iniciador a montante stxA2 #2 com sequência de Shine-Dalgarno otimizada, usado para gerar pMJS11 e pMJS52upstream stxA 2 # 2 primer with optimized Shine-Dalgarno sequence, used to generate pMJS11 and pMJS52 C12B C12B GGTGGTGGTGGTCATTATTAAACTGCACTTC (SEQ ID NO: 50) GGTGGTGGTGGTCATTATTAAACTGCACTTC (SEQ ID NO: 50) Iniciador a jusante com marcador His stxB2 #1, usado para gerar pMJS52Downstream initiator with His stxB 2 # 1 marker, used to generate pMJS52 C22B C22B CAGTGGTGGTGGTG GTGGTGGTCATTATTAAA (SEQ ID NO: 51) CAGTGGTGGTGGTG GTGGTGGTCATTATTAAA (SEQ ID NO: 51) Iniciador a jusante com marcador His stxB2 #2, usado para gerar pMJS52Downstream initiator with His stxB 2 # 2 marker, used to generate pMJS52 2dF 2dF GATCGGATCCCTGGGATCCCTGGTATCGTATTACTT- GATCGGATCCCTGGGATCCCTGGTATCGTATTACTT- Usado com 2dR para gerar pMJS59 Used with 2dR to generate pMJS59

42/5842/58

iniciador initiator Sequência (5'-3')a,b Sequence (5'-3 ') a, b Finalidade/Região de homologia Purpose / Homology Region CAGCC (SEQ ID NO: 52) CAGCC (SEQ ID NO: 52) 2dR 2dR GATCGAATTCCTGCACACTACGAAACCAGC (SEQ ID NO: 53) GATCGAATTCCTGCACACTACGAAACCAGC (SEQ ID NO: 53) Usado com 2dF para gerar pMJS59 Used with 2dF to generate pMJS59 1Y77SF 1Y77SF TCAGTGACAGGATTTGTTAACAGGAC (SEQ ID NO: 54) TCAGTGACAGGATTTGTTAACAGGAC (SEQ ID NO: 54) Usado com 1Y77SR para gerar pMJS49ABC* Used with 1Y77SR to generate pMJS49ABC * 1Y77SR 1Y77SR GTCCTGTTAACAAATCCTGTCACTGATAAAT- TAI I ICGTTCAACAATAAGCCG (SEQ ID NO: 55) GTCCTGTTAACAAATCCTGTCACTGATAAAT- TAI I ICGTTCAACAATAAGCCG (SEQ ID NO: 55) Usado com 1Y77SF para gerar pMJS49ABC* Used with 1Y77SF to generate pMJS49ABC *

a Locais de enzimas de restrição são sublinhados. b Locais de códons mutagênicos estão em negrito. a Restriction enzyme sites are underlined. b Mutagenic codon sites are in bold.

Cinco toxinas quiméricas marcadas por His adicionais foram geradas a partir de um clone de stxi que continha seis códons de histidina imediatamente a jusante do gene B (figura 2A). As toxinas produzidas por estas quimeras contêm uma, duas ou três regiões a partir da subunidade Stx2 A (doravante denominadas regiões A, B e C) que compreendem o epitopo de anticorpo monoclonal 11E10 putativo no lugar a sequência comparável em Stx1. As regiões A, B, e C se referem to aminoácidos 42-49 (SEQ ID N°: 1), 96-100 (SEQ ID N°: 2), e 244-259 (SEQ ID N°: 3), respectivamente, da subunidade Stx2 A. As cinco toxinas quiméricas feitas foram nomeadas: Stx1 +A (contendo a sequência quimérica Stx2 A determinada na SEQ ID N°: 4), Stx1 +AB (contendo a sequência quimérica Stx2 A determinada na SEQ ID N°: 5), Stx1 +AC (contendo a sequência quimérica Stx2 A determinada na SEQ ID N°: 6), Stx1 +BC (contendo a sequência quimérica Stx2 A determinada na SEQ ID N°: 7), ou Stx1 +ABC (contendo a sequência quimérica Stx2 A determinada na SEQ ID N°: 8).Five additional His-tagged chimeric toxins were generated from a stxi clone that contained six histidine codons immediately downstream of the B gene (figure 2A). The toxins produced by these chimeras contain one, two or three regions from the subunit Stx2 A (hereinafter referred to as regions A, B and C) comprising the putative 11E10 monoclonal antibody epitope in place of the comparable sequence in Stx1. Regions A, B, and C refer to amino acids 42-49 (SEQ ID NO: 1), 96-100 (SEQ ID NO: 2), and 244-259 (SEQ ID NO: 3), respectively , of the Stx2 A subunit. The five chimeric toxins made were named: Stx1 + A (containing the chimeric sequence Stx2 A determined in SEQ ID No.: 4), Stx1 + AB (containing the chimeric sequence Stx2 A determined in SEQ ID No. : 5), Stx1 + AC (containing the chimeric sequence Stx2 A determined in SEQ ID NO: 6), Stx1 + BC (containing the chimeric sequence Stx2 A determined in SEQ ID NO: 7), or Stx1 + ABC (containing the chimeric sequence Stx2 A determined in SEQ ID NO: 8).

Geração e purificação de Stx1 +ABC parcialmente toxoidada.Generation and purification of partially toxoided Stx1 + ABC.

A toxina Stx1 +ABC foi parcialmente toxoidada alterando o resíThe toxin Stx1 + ABC was partially toxoidized altering the residue

43/58 duo de tirosina na posição 77 da subunidade A para um resíduo de serina pelo protocolo SOE. A mutação Y77S diminuiu a dose citotóxica de 50% (CD5o) para células Vero de 106 a 102 CD50s por ml de cultura induzida. Esta redução de 4 log na citotoxicidade após a mutação Y77S ter sido introduzida é semelhante àquela que foi anteriormente reportada para a mutação Y77S em Stx1 (Deresiewicz et al. (1992) Biochemistry 31:3272-3280).43/58 tyrosine duo at position 77 of subunit A for a serine residue by the SOE protocol. The Y77S mutation decreased the cytotoxic dose by 50% (CD 5 o) for Vero cells from 10 6 to 10 2 CD 50 s per ml of induced culture. This 4 log reduction in cytotoxicity after the Y77S mutation has been introduced is similar to that previously reported for the Y77S mutation in Stx1 (Deresiewicz et al. (1992) Biochemistry 31: 3272-3280).

O toxoide Stx1 +ABC foi purificado com uma coluna de afinidade de níquel conforme descrito anteriormente (Smith et al. (2006) Infect. Immun. 74:6992-6998). A concentração do toxoide foi determinada por análise de ácido bicinconínico (Pierce, Rockford, IL). Uma marcação em prata de um gel de dodecil sulfato-poliacrilamida revelou que as subunidades A e B do toxoide quimérico eram as duas maiores bandas presentes, embora outras bandas menores tenham sido observadas (dados não mostrados).The toxoid Stx1 + ABC was purified with a nickel affinity column as described previously (Smith et al. (2006) Infect. Immun. 74: 6992-6998). The concentration of the toxoid was determined by analysis of bicinconinic acid (Pierce, Rockford, IL). A silver marking of a dodecyl sulfate-polyacrylamide gel revealed that the chimeric toxoid subunits A and B were the two largest bands present, although other smaller bands were observed (data not shown).

Construção de clones variantes de Stx2c e Stx2d.Construction of Stx2c and Stx2d variant clones.

Um clone que expressou Stx2c marcada por His foi criado por PCR conforme descrito anteriormente para Stx2 (Robinson et al. (2006) Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 103:9667-9672). O clone de stx2d foi gerado por PCR a partir de E. coli EH250 com os iniciadores 2DF e 2DR (Pierard et al. (1998) J. Clin. Microbiol. 36:3317-3322). O produto da PCR foi ligado no vetor de expressão pTrcHis2 C. A ampliação correta de stx2c e stx2d foi confirmada por análises de sequência.A clone that expressed His-tagged Stx2c was created by PCR as previously described for Stx2 (Robinson et al. (2006) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103: 9667-9672). The stx 2 d clone was generated by PCR from E. coli EH250 with primers 2DF and 2DR (Pierard et al. (1998) J. Clin. Microbiol. 36: 3317-3322). The PCR product was ligated into the pTrcHis2 C expression vector. The correct amplification of stx 2c and stx 2d was confirmed by sequence analysis.

Análises Western blotWestern blot analysis

Stx1 e Stx2 purificado ou lisatos sônicos de bactérias que expressaram toxinas Stx1/Stx2 quiméricas foram submetidos à eletroforese por gel de dodecil sulfato-poliacrilamida de sódio (SDS-PAGE) e em seguida examinados por análise Western blot conforme descrito anteriormente (Smith et al., supra ). As concentrações das subunidades A em lisatos sônicos que continham Stx1, Stx2, ou as toxinas quiméricas foram estimadas como segue. Primeiro, as diluições específicas de anticorpos policlonais de coelho anti-Stx1 e anti-Stx2 que detectaram as subunidades A purificadas de Stx1 ou Stx2, respectivamente, para níveis relativamente equivalentes foram determinadas através do uso do software NIH Image J,Purified Stx1 and Stx2 or sonic lysates from bacteria that expressed chimeric Stx1 / Stx2 toxins were subjected to sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and then examined by Western blot analysis as previously described (Smith et al. , supra). The concentrations of A subunits in sonic lysates that contained Stx1, Stx2, or chimeric toxins were estimated as follows. First, specific dilutions of rabbit polyclonal anti-Stx1 and anti-Stx2 antibodies that detected the purified A subunits of Stx1 or Stx2, respectively, to relatively equivalent levels were determined using the NIH Image J software,

44/58 http://rsb.info.nih.gov/nih-image. Segundo, os lisatos sônicos contendo quimeras foram separados por SDS-PAGE, os géis resultantes foram em seguida transferidos para nitrocelulose e aqueles blots foram então sondados com uma mistura de anticorpos policlonais de coelho anti-Stx1 e anti-Stx2 diluídos conforme determinado acima. Em terceiro, as bandas que correspondiam às subunidades A quiméricas em cada fileira foram quantificadas com o programa NIH Image J para determinar a concentração de toxina em cada amostra de lisato. Por fim, dois géis de poliacrilamida adicionais foram carregados com Stx1 e Stx2 purificadas ou amostras dos lisatos contendo quimeras normalizadas para conter concentrações equivalentes (conforme determinado a partir da etapa 3). As preparações de toxina foram em seguida submetidas a SDS-PAGE seguido de análise Western blot com uma mistura de anticorpos policlonais de coelho anti-Stx1 e anti-Stx2 (figura 1B, painel superior) (blot 1) ou anticorpo monoclonal 11E10 (figura 1B, painel inferior)(blot 2). Os anticorpos secundários usados nestas análises Western foram Imunoglobulina G de cabra anti-coelho (IgG) conjugada a peroxidase de rábano silvestre [(HRP) Bio-Rad, Hercules, CA] a uma diluição de 1:15,000 para o blot 1 (figura 1B, painel superior) e IgG de cabra anticamundongo conjugada a HRP (Bio-RAD, Hercules, CA) a uma diluição de 1:3,000 para o blot 2 (figura 1B, painel inferior). Os anticorpos secundários ligados foram detectados por quimioluminescência com o kit de detecção ECL-Plus Western blotting (Amersham Bioscience, Little Chalfont, Buckinghamshire, Inglaterra).44/58 http://rsb.info.nih.gov/nih-image. Second, the sonic lysates containing chimeras were separated by SDS-PAGE, the resulting gels were then transferred to nitrocellulose and those blots were then probed with a mixture of diluted rabbit anti-Stx1 and anti-Stx2 polyclonal antibodies as determined above. Third, the bands that corresponded to the chimeric A subunits in each row were quantified with the NIH Image J program to determine the concentration of toxin in each lysate sample. Finally, two additional polyacrylamide gels were loaded with purified Stx1 and Stx2 or samples of the lysates containing standard chimeras to contain equivalent concentrations (as determined from step 3). The toxin preparations were then subjected to SDS-PAGE followed by Western blot analysis with a mixture of rabbit polyclonal antibodies anti-Stx1 and anti-Stx2 (figure 1B, upper panel) (blot 1) or monoclonal antibody 11E10 (figure 1B , bottom panel) (blot 2). Secondary antibodies used in these Western analyzes were goat anti-rabbit immunoglobulin G (IgG) conjugated to horseradish peroxidase [(HRP) Bio-Rad, Hercules, CA] at a dilution of 1: 15,000 for blot 1 (figure 1B , upper panel) and goat anti-mouse IgG conjugated to HRP (Bio-RAD, Hercules, CA) at a dilution of 1: 3,000 for blot 2 (figure 1B, lower panel). Bound secondary antibodies were detected by chemiluminescence with the ECL-Plus Western blotting detection kit (Amersham Bioscience, Little Chalfont, Buckinghamshire, England).

As análises Western blot foram também realizadas em lisatos sônicos que expressaram Stx2, Stx2c, Stx2d, Stx2dact ou Stx2e. Primeiro, a concentração das subunidades A a partir destas amostras de toxinas foi determinada conforme descrito acima, com a exceção de que apenas os anticorpos policlonais de coelho anti-Stx2 foram usados como uma sonda. Em seguida, dois géis de poliacrilamidas adicionais foram carregados com quantidades equivalentes das amostras normalizadas, e as análises Western blot foram conduzidas com anticorpos policlonais de coelho anti-Stx2 ou com o anticorpo monoclonal 11E10 como os anticorpos primários. Os anticorposWestern blot analyzes were also performed on sonic lysates that expressed Stx2, Stx2c, Stx2d, Stx2d act or Stx2e. First, the concentration of A subunits from these toxin samples was determined as described above, with the exception that only rabbit polyclonal anti-Stx2 antibodies were used as a probe. Then, two additional polyacrylamide gels were loaded with equivalent amounts of the standard samples, and Western blot analyzes were conducted with rabbit polyclonal anti-Stx2 antibodies or with monoclonal antibody 11E10 as the primary antibodies. Antibodies

45/58 secundários e o método de detecção foram os mesmos descritos acima.45/58 and the detection method were the same as described above.

Análises de neutralização in vitro em células Vero.In vitro neutralization analyzes in Vero cells.

Análises de neutralização in vitro de lisatos sônicos a partir de bactérias que continham Stx1, Stx2, as toxinas quiméricas Stx1/Stx2, Stx2c, Stx2d, Stx2dact, ou Stx2e foram realizadas com 11E10 em células Vero (ATCC, Manassas, VA) como descrito anteriormente (Marques et al. (1986) J Infect. Dis. 154:338-341; Smith et al., supra). Em resumo, os volumes iguais de amostras que continham a toxina (um a três CD50s) em Meio Essencial Mínimo de Eagle (EMEM) e anticorpo monoclonal 11E10 purificado (0,5 mg/ml) em EMEM foram misturados e incubados por 2 horas a 37 üC e 5% de CO2. A mistura de toxina e anticorpo foi em seguida sobreposta em células Vero subconfluentes em placas de 96 poços e incubada por 48 horas. As células Vero foram em seguida fixadas, marcadas e a densidade óptica a 600 nm (OD60o) foi determinada. Estes experimentos de neutralização foram realizados pelo menos duas vezes. A capacidade do anticorpo monoclonal 11E10 neutralizar o efeito citotóxico da toxina nos lisatos sônicos foi determinada comparando a viabilidade celular em poços em que a toxina sozinha ou toxina e anticorpo foram adicionados. O percentual de neutralização das toxinas pelo anticorpo foi calculado pela seguinte fórmula. Percentual de neutralização: [(OD6oo Média de toxina + Poços de anticorpos - OD6oo Média de toxina somente poços)/(OD6oo média de células somente células -OD6oo Média de toxina somente poços)] x 100. O anticorpo monoclonal 11E10 neutralizou Stx2 à cerca de 65% da atividade do tipo selvagem. Para tornar mais fácil comparar o percentual de níveis de neutralização dos derivados de toxina pelo anticorpo monoclonal 11E10, os dados foram normalizados de modo que a quantidade de neutralização de Stx2 por 11E10 foi estabelecida em 100%, e os níveis de neutralização das outras toxinas foram calculados em relação ao de Stx2.In vitro neutralization analyzes of sonic lysates from bacteria containing Stx1, Stx2, chimeric toxins Stx1 / Stx2, Stx2c, Stx2d, Stx2dact, or Stx2e were performed with 11E10 in Vero cells (ATCC, Manassas, VA) as previously described (Marques et al. (1986) J Infect. Dis. 154: 338-341; Smith et al., Supra). In summary, equal volumes of samples containing the toxin (one to three CD 50 s) in Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) and purified monoclonal antibody 11E10 (0.5 mg / ml) in EMEM were mixed and incubated for 2 hours at 37 üC and 5% CO 2 . The toxin and antibody mixture was then superimposed on subconfluent Vero cells in 96-well plates and incubated for 48 hours. Vero cells were then fixed, labeled and the optical density at 600 nm (OD 60 o) was determined. These neutralization experiments were performed at least twice. The ability of monoclonal antibody 11E10 to neutralize the cytotoxic effect of the toxin on sonic lysates was determined by comparing cell viability in wells where the toxin alone or toxin and antibody were added. The percentage of neutralization of toxins by the antibody was calculated using the following formula. Neutralization percentage: [(OD 6 oo Average toxin + Antibody wells - OD 6 oo Average toxin only wells) / (OD 6 oo average cells only cells -OD 6 oo Average toxin only wells)] x 100. Monoclonal antibody 11E10 neutralized Stx2 to about 65% of wild-type activity. To make it easier to compare the percentage of neutralization levels of the toxin derivatives by monoclonal antibody 11E10, the data were normalized so that the amount of Stx2 neutralization by 11E10 was set at 100%, and the neutralization levels of the other toxins were calculated in relation to Stx2.

Imunização e desafio de camundongosImmunization and challenge of mice

Os soros pré-imunes foram coletados a partir de camundongos machos CD-1 que pesavam de 14 a 16 g (Charles River Laboratories, Boston, MA). Estas amostras de soro foram usadas em ensaios imunoabsorvenPreimmune sera were collected from male CD-1 mice weighing 14 to 16 g (Charles River Laboratories, Boston, MA). These serum samples were used in immunosorbent assays

46/58 tes com ligação de enzimas (ELISA) para determinar se os camundongos tinham títulos pré-existentes a Stx1 ou Stx2. Nenhum dos camundongos mostrou resposta imune a nenhuma toxina no início do estudo. Os camundongos então foram divididos em dois grupos: um grupo inoculado simulado (doravante denominado grupo controle negativo) e um grupo que foi imunizado com o toxoide quimérico. Os camundongos no grupo controle negativo foram imunizados intraperitonealmente com uma mistura de PBS e TiterMax, em adjuvante água-em-óleo (TiterMax, USA Inc., Norcross, GA). O segundo grupo de camundongos foi imunizado intraperitonealmente com 1 ug de toxoide misturado com TiterMax. Os camundongos foram potencializados em intervalos de 3 semanas para um total de quatro potencializações. Duas semanas após a última potencialização, cinco camundongos de controle negativo e cinco camundongos imunizados por toxoide foram desafiados intraperitonealmente com 10 vezes a dose letal de 50% (LD50) de Stx1 (1,250 ng), e 29 camundongos de controle negativo e 34 camundongos imunizados por toxoide foram desafiados com 5 LD50s de Stx2 (5 ng).46/58 enzyme-linked tests (ELISA) to determine whether mice had pre-existing titers to Stx1 or Stx2. None of the mice showed an immune response to any toxins at the start of the study. The mice were then divided into two groups: a simulated inoculated group (hereinafter referred to as a negative control group) and a group that was immunized with the chimeric toxoid. The mice in the negative control group were immunized intraperitoneally with a mixture of PBS and TiterMax, in water-in-oil adjuvant (TiterMax, USA Inc., Norcross, GA). The second group of mice was immunized intraperitoneally with 1 µg of toxoid mixed with TiterMax. The mice were boosted at 3-week intervals for a total of four enhancements. Two weeks after the last potentiation, five negative control mice and five toxoid-immunized mice were challenged intraperitoneally with 10 times the 50% (LD 50 ) lethal dose of Stx1 (1,250 ng), and 29 negative control mice and 34 mice toxoid immunized were challenged with 5 LD 50 s of Stx2 (5 ng).

Análises de inibição de síntese de proteínas in vitro.In vitro protein synthesis inhibition analyzes.

Lisato reticulócito de coelho, mRNA luciferase de vaga-lume e substrato de luciferina foram adquiridos de Promega Corporation (Madison, Wl). Stx2 (4 ng/μΙ) foi combinada com um volume igual de anticorpo (a 4 ou 40 ng/μΙ), e 1 μΙ da mistura de toxina/anticorpo foi combinada com 9 μΙ de lisato de reticulócito. A mistura foi incubada a 30 0 C para permitir à toxina inativar ribossomos no lisato. Após 1 hora, uma alíquota de mRNA luciferase e aminoácidos que tinham sido aquecidos a 70° C por 2 minutos foi adicionada, e a solução foi incubada por mais 90 minutos para permitir a síntese de proteínas in vitro. Todas as análises foram realizadas em triplicato. A atividade de luciferase foi medida adicionando 1 μΙ da mistura de listado para 20 μΙ de substrato de luciferina em placas de 96 poços limpas (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA). Emissão de luz bioluminescente foi detectada com Kodak Image Station 440CF em uma exposição de 10 minutos. O sinal luminescente foi analisado pela soma de intensidade total de sinais dentro de uma área circular que correspondia a um único poço.Rabbit reticulocyte lysate, firefly mRNA luciferase and luciferin substrate were purchased from Promega Corporation (Madison, Wl). Stx2 (4 ng / μΙ) was combined with an equal volume of antibody (at 4 or 40 ng / μΙ), and 1 μΙ of the toxin / antibody mixture was combined with 9 μΙ of reticulocyte lysate. The mixture was incubated at 30 0 C to allow the toxin to inactivate ribosomes lysate. After 1 hour, an aliquot of mRNA luciferase and amino acids that had been heated to 70 ° C for 2 minutes was added, and the solution was incubated for another 90 minutes to allow protein synthesis in vitro. All analyzes were performed in triplicate. Luciferase activity was measured by adding 1 μΙ of the listed mixture to 20 μΙ of luciferin substrate in clean 96-well plates (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA). Emission of bioluminescent light was detected with Kodak Image Station 440CF in a 10-minute exposure. The luminescent signal was analyzed by the sum of the total intensity of signals within a circular area that corresponded to a single well.

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Localização de 11E10 em células intoxicadasLocalization of 11E10 in intoxicated cells

Células Vero foram semeadas em lâminas de cultura de tecido de 8 poços (Thermo Fisher Scientific, Rochester, NY) a uma concentração de 1 X 105 células/ml e puderam aderir por 24 horas a 37 °C em uma atmosfera de 5% de CO2. Stx2 (0,2 ml de 10 ng/ml) foi misturada com 10 ng de anticorpo monoclonal 11E10 purificado ou com PBS como um controle negativo. As soluções de anticorpo/toxina ou PBS/toxina foram incubadas com células Vero por 6 horas, e em seguida as células foram fixadas com formalina tamponada (Formalde-Fresh, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA) e permeabilizadas com 0,001% de Triton-X100 (Pierce, Rockford, IL) em PBS. Todos os procedimentos de imunomarcação foram feitos em PBS com 3% de albumina sérica bovina (BSA, Sigma, St. Louis MO). A presença de anticorpo monoclonal 11E10 dentro das células foi detectada com IgG anticamundongo de burro marcada com Alexa-Fluor 488 (Invitrogen, Carlsbad, CA). O total de Stx2 dentro das células intoxicadas foi marcado com anticorpos policlonais de coelho anti-Stx2, e IgG anticoelho de burro conjugada com AlexaFluor foi usada como o anticorpo secundário (Invitrogen, Carlsbad, CA). Stx2 e marcação dupla de endossomos foi realizada com anticorpo monoclonal anti-Stx2 11F11 (Perera et al., supra), BEI Resources, Manassas, VA) e anticorpos policlonais de cabra anti-EEA1 (C-15) (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), respectivamente, e anticorpos secundários marcados com Alexa-Fluor. Após incubação com os anticorpos primários e secundários apropriados, as células foram fixadas com formalina por 20 minutos a 37 üC, e as lâminas foram montadas com meio SlowFade (Invitrogen, Carlsbad, CA). As imagens em ampliação de 40x dos anticorpos secundários marcados com fluoroforo ligados foram obtidas por meio de um microscópio Olympus com ligação de fluorescência por luz refletida e uma câmera digital Spot CCD (Diagnostic Instrument Products, Sterling Heights, Ml). As imagens de fluorescência foram processadas e sobrepostas com Adobe Photoshop (Adobe Systems, San Jose, CA).Vero cells were seeded on 8-well tissue culture slides (Thermo Fisher Scientific, Rochester, NY) at a concentration of 1 X 10 5 cells / ml and were able to adhere for 24 hours at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO2. Stx2 (0.2 ml of 10 ng / ml) was mixed with 10 ng of purified monoclonal antibody 11E10 or with PBS as a negative control. The antibody / toxin or PBS / toxin solutions were incubated with Vero cells for 6 hours, and then the cells were fixed with buffered formalin (Formalde-Fresh, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA) and permeabilized with 0.001% Triton-X100 (Pierce, Rockford, IL) in PBS. All immunostaining procedures were performed in PBS with 3% bovine serum albumin (BSA, Sigma, St. Louis MO). The presence of monoclonal antibody 11E10 inside the cells was detected with Alexa-Fluor 488-labeled donkey anti-mouse IgG (Invitrogen, Carlsbad, CA). The total Stx2 within the intoxicated cells was marked with polyclonal rabbit anti-Stx2 antibodies, and donkey anti-rabbit IgG conjugated to AlexaFluor was used as the secondary antibody (Invitrogen, Carlsbad, CA). Stx2 and double endosome labeling was performed with monoclonal anti-Stx2 antibody 11F11 (Perera et al., Supra), BEI Resources, Manassas, VA) and polyclonal goat anti-EEA1 (C-15) antibodies (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), respectively, and secondary antibodies labeled with Alexa-Fluor. After incubation with the appropriate primary and secondary antibodies, the cells were fixed with formalin for 20 minutes at 37 üC, and the slides were mounted with SlowFade medium (Invitrogen, Carlsbad, CA). The 40x magnification images of the attached fluorophore-labeled secondary antibodies were obtained using an Olympus microscope with reflected light fluorescence binding and a Spot CCD digital camera (Diagnostic Instrument Products, Sterling Heights, Ml). The fluorescence images were processed and overlaid with Adobe Photoshop (Adobe Systems, San Jose, CA).

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ResultadosResults

Interação de toxinas quiméricas iniciais com anticorpo monoclonal 11E10.Interaction of initial chimeric toxins with monoclonal antibody 11E10.

Para determinar a porção de Stx2 que interage com o anticorpo monoclonal 11E10, foi construído um conjunto inicial de seis operons de toxinas quiméricas que continham regiões diferentes do gene stxA2 inserido no lugar da região correspondente de stxAi (figura 1A). As análises Western blot de Stx1, Stx2, ou lisatos purificados de E. coli DH5a que expressam uma das seis toxinas Stx1/Stx2 quiméricas diferentes foram sondadas com o anticorpo monoclonal 11E10. O anticorpo reagiu fortemente com Stx2 e as toxinas quiméricas que continham os aminoácidos das seguintes regiões da subunidade Stx2 A: 29 a 297, 1 a 158, e 29 a 128 (figura 1B). A toxina quimérica com a porção mínima de Stx2 que foi ainda reconhecida por 11E10, embora fraca, continha apenas oito aminoácidos de StxA2, região 42 a 49.To determine the portion of Stx2 that interacts with monoclonal antibody 11E10, an initial set of six chimeric toxin operons was constructed that contained different regions of the stxA 2 gene inserted in place of the corresponding region of stxAi (figure 1A). Western blot analyzes of Stx1, Stx2, or purified E. coli DH5a lysates that express one of six different chimeric Stx1 / Stx2 toxins were probed with the 11E10 monoclonal antibody. The antibody reacted strongly with Stx2 and the chimeric toxins that contained the amino acids from the following regions of the Stx2 A subunit: 29 to 297, 1 to 158, and 29 to 128 (figure 1B). The chimeric toxin with the minimal portion of Stx2 that was still recognized by 11E10, although weak, contained only eight amino acids of StxA2, region 42 to 49.

Em seguida, a capacidade do anticorpo monoclonal 11E10 de neutralizar a toxicidade de lisatos bacterianos que continham Stx1, Stx2 ou uma das seis toxinas quiméricas iniciais para células Vero foi examinada. Como esperado, o anticorpo monoclonal 11E10 neutralizou Stx2, mas não neutralizou Stx1 (figura 1C). No entanto, as toxinas híbridas com região 1 a 158 ou 29 a 297 de StxA2 foram de cerca de 85% neutralizadas por 11E10 em comparação a Stx2, um resultado que sugeriu que componentes importantes do epitopo 11E10 ficam entre os resíduos 29 a 158 de Stx2. Em contrapartida, a toxina quimérica com os aminoácidos 29 a 128 de Stx2 foi reconhecida fortemente no imunoblot, mas foi neutralizada apenas a cerca de 32% do nível de Stx2. Juntas, estas descobertas sugerem que o epitopo neutralizador 11E10 compreende um número maior de aminoácidos do que exigido para ligação de 11E10 a Stx1(2A29.i28) em uma análise Western blot e, portanto, que uma porção do epitopo neutralizador está faltando neste híbrido. As outras três toxinas quiméricas que foram fracamente detectadas pelo anticorpo monoclonal 11E10 na análise Western blot não foram apreciadamente neutralizadas por 11E10 (menos de 15%) em comparação ao nível normalizado de neutralização de Stx2. Reunidos, estes resultados indiThen, the ability of monoclonal antibody 11E10 to neutralize the toxicity of bacterial lysates that contained Stx1, Stx2 or one of the six initial chimeric toxins for Vero cells was examined. As expected, monoclonal antibody 11E10 neutralized Stx2, but did not neutralize Stx1 (figure 1C). However, hybrid toxins with StxA2 region 1 to 158 or 29 to 297 were about 85% neutralized by 11E10 compared to Stx2, a result that suggested that important components of the 11E10 epitope are among residues 29 to 158 of Stx2 . In contrast, the chimeric toxin with amino acids 29 to 128 of Stx2 was recognized strongly in the immunoblot, but was neutralized only at about 32% of the level of Stx2. Together, these findings suggest that the 11E10 neutralizing epitope comprises a greater number of amino acids than required for binding 11E10 to Stx1 (2A 29 .i 28 ) in a Western blot analysis and, therefore, that a portion of the neutralizing epitope is missing from this hybrid. The other three chimeric toxins that were weakly detected by monoclonal antibody 11E10 in Western blot analysis were not appreciably neutralized by 11E10 (less than 15%) compared to the normalized level of Stx2 neutralization. Taken together, these results

49/58 cam que um ou mais componentes importantes do epítopo neutralizador 11E10 em Stx2 existem fora dos aminoácidos 29 a 76.49/58 show that one or more important components of the neutralizing epitope 11E10 in Stx2 exist outside amino acids 29 to 76.

Análises de diferenças entre as sequências de aminoácidos de subunidade A Stx1 e Stx2 A e estruturas de cristais.Analysis of differences between the amino acid sequences of subunit A Stx1 and Stx2 A and crystal structures.

As análises Western blot e de neutralização do primeiro conjunto de toxinas quiméricas indicou que o epítopo 11E10 necessitou pelo menos dos aminoácidos 42-49 da subunidade Stx2 A (SEQ ID N°: 1) para a detecção de toxina, mas também revelaram que aminoácidos adicionais foram necessários para o pleno reconhecimento e neutralização de toxinas. Portanto, as sequências de aminoácidos das subunidades maduras A de Stx1 e Stx2 foram alinhadas para identificar trechos adicionais únicos de aminoácidos que possam estar envolvidos no reconhecimento e neutralização de Stx2 por 11E10. Em seguida, as estruturas cristalinas de Stx (Fraser et al. (1994), supra) e Stx2 (Fraser et al. (2004), supra) (Banco de Dados de Proteínas, números de acessão 1RQ4 e 1R4P, respectivamente) foram comparadas através do visualizador Deep View/Swiss-PDB para avaliar a localização das regiões de diferenças de sequência entre as toxinas nas estruturas tridimensionais e a proximidade dessas regiões entre si. Conforme estabelecido anteriormente, os oito aminoácidos que abrangem os resíduos 42-49 na subunidade Stx2 A formam parte do sítio de ligação 11E10 e são doravante denominados como região A ou SEQ ID N°: 1 (figura 2A; aminoácidos marcados da Região A). Quando os oito aminoácidos da região A foram visualizados no contexto da estrutura cristalina Stx2, eles pareceram formar uma dobradura maior na estrutura da toxina (como indicado em verde e por uma seta preta na figura 2B e também como indicado na figura 2C) e, além disso, foram encontrados na face exterior de Stx2, perto da fenda do sítio ativo em torno do aminoácido 167.Western blot and neutralization analyzes of the first set of chimeric toxins indicated that the 11E10 epitope required at least amino acids 42-49 of the Stx2 A subunit (SEQ ID NO: 1) for the detection of toxin, but also revealed that additional amino acids were necessary for the full recognition and neutralization of toxins. Therefore, the amino acid sequences of the mature A subunits of Stx1 and Stx2 have been aligned to identify additional unique stretches of amino acids that may be involved in the recognition and neutralization of Stx2 by 11E10. Then, the crystalline structures of Stx (Fraser et al. (1994), supra) and Stx2 (Fraser et al. (2004), supra) (Protein Database, accession numbers 1RQ4 and 1R4P, respectively) were compared through the Deep View / Swiss-PDB viewer to assess the location of regions of sequence differences between toxins in three-dimensional structures and the proximity of these regions to each other. As previously stated, the eight amino acids that comprise residues 42-49 in the Stx2 A subunit form part of the 11E10 binding site and are hereinafter referred to as region A or SEQ ID NO: 1 (figure 2A; marked amino acids from Region A). When the eight amino acids in region A were visualized in the context of the crystal structure Stx2, they appeared to form a larger fold in the structure of the toxin (as indicated in green and by a black arrow in figure 2B and also as indicated in figure 2C) and, in addition In addition, they were found on the outer face of Stx2, close to the active site gap around amino acid 167.

Uma segunda área dissimilar entre as subunidades A de Stx1 e Stx2 foi identificada quando a sequências de aminoácidos e as estruturas cristalinas dessas duas toxinas foram comparadas, um segmento que chamamos de região B ou SEQ ID N°: 2 (ver figura 2A; aminoácidos marcados da Região Β). A Região B abrange cinco resíduos na subunidade A de Stx2A second dissimilar area between the A subunits of Stx1 and Stx2 was identified when the amino acid sequences and crystalline structures of these two toxins were compared, a segment we call region B or SEQ ID NO: 2 (see figure 2A; marked amino acids Region Β). Region B covers five residues in the A subunit of Stx2

50/58 (96THISV100) (SEQ ID N°: 2) e quatro dos cinco aminoácidos nesta região diferem entre Stx1 e Stx2 (figura 2A). Embora a região B esteja aproximadamente 50 aminoácidos afastada da região A, essa porção de aminoácidos se estende em direção à região A na estrutura cristalina Stx2 (a região B é indicada em azul e por uma seta cinza na figura 2B). A proximidade da região A com a região B em uma estrutura tridimensional é ainda mais evidente em um modelo de preenchimento de espaço (figura 2C).50/58 (96THISV100) (SEQ ID NO: 2) and four of the five amino acids in this region differ between Stx1 and Stx2 (figure 2A). Although region B is approximately 50 amino acids away from region A, that portion of amino acids extends towards region A in the crystal structure Stx2 (region B is indicated in blue and by a gray arrow in figure 2B). The proximity of region A to region B in a three-dimensional structure is even more evident in a space filling model (figure 2C).

A terceira área dissimilar entre as subunidades A de Stx1 e Stx2, a qual chamou-se de região C ou SEQ ID N°: 3, sobrepõe-se ao sítio de divagem de furina em torno do resíduo 246 de Stx2 (ver figura 2A; aminoácidos marcados da região C). A região C foi identificada não só por causa das diferenças de sequência de aminoácidos entre Stx1 e Stx2 nesse local, mas também porque a comparação das estruturas cristalinas de Stx e Stx2 indicou que a região C (como indicado em ciano e por uma seta branca na figura 2C) estava em proximidade espacial com as regiões A e B. A partir das análises das estruturas cristalinas Stx e Stx2 concluiu-se que as regiões A, B e C agrupam-se na mesma face de Stx2, relativamente perto do sítio catalítico ativo (como visto melhor na figura 2C).The third dissimilar area between the A subunits of Stx1 and Stx2, which was called region C or SEQ ID NO: 3, overlaps the furin dividing site around residue 246 of Stx2 (see figure 2A; marked amino acids from region C). Region C was identified not only because of the differences in amino acid sequence between Stx1 and Stx2 at that location, but also because the comparison of the crystalline structures of Stx and Stx2 indicated that region C (as indicated in cyan and by a white arrow in the figure 2C) was in spatial proximity to regions A and B. From the analysis of crystal structures Stx and Stx2 it was concluded that regions A, B and C are grouped on the same face as Stx2, relatively close to the active catalytic site (as seen best in figure 2C).

Interação das toxinas quiméricas de segunda geração com o anticorpo monoclonal 11E10.Interaction of second generation chimeric toxins with monoclonal antibody 11E10.

Para determinar se as regiões B e C foram parte do epítopo 11E10, produziu-se um segundo conjunto de toxinas quiméricas que continha várias combinações das regiões A, B ou C de Stx2 no lugar das regiões correspondentes em Stx1 (figura 3A). Em seguida, Western blots de Stx1, Stx2 ou das toxinas quiméricas foram sondados com 11E10 (figura 3B, painel inferior). O anticorpo monoclonal 11E10 detectou todas as toxinas que continham região A (Stx2, Stx1 +A, Stx1 +AB, Stx1 +AC e Stx1 +ABC) (figura 3B, painel inferior). As toxinas sem a região A não foram detectadas pelo anticorpo monoclonal 11E10 (Stx1 e Stx1 + BC), uma descoberta que confirma que a região A é um componente essencial do epítopo 11E10. No entanto, as duas toxinas quiméricas que incorporaram as regiões A e B (Stx1 +AB ou Stx1 +ABC) pareceram ser mais fortemente detectadas pelo anticorTo determine whether regions B and C were part of the 11E10 epitope, a second set of chimeric toxins was produced which contained various combinations of regions A, B or C of Stx2 in place of the corresponding regions in Stx1 (figure 3A). Then, Western blots of Stx1, Stx2 or chimeric toxins were probed with 11E10 (figure 3B, bottom panel). Monoclonal antibody 11E10 detected all toxins that contained region A (Stx2, Stx1 + A, Stx1 + AB, Stx1 + AC and Stx1 + ABC) (figure 3B, bottom panel). Toxins without region A were not detected by monoclonal antibody 11E10 (Stx1 and Stx1 + BC), a finding that confirms that region A is an essential component of the 11E10 epitope. However, the two chimeric toxins that incorporated regions A and B (Stx1 + AB or Stx1 + ABC) appeared to be more strongly detected by the antibody

51/58 po monoclonal 11E10 que as toxinas quiméricas que incluíram a região A sozinha ou combinada com a região C (figura 3B, painel inferior). Coletivamente, estes resultados indicam que ambas as regiões A e B são importantes para o reconhecimento total de 11E10 da toxina.51/58 monoclonal powder 11E10 than chimeric toxins that included region A alone or combined with region C (figure 3B, bottom panel). Collectively, these results indicate that both regions A and B are important for the full recognition of 11E10 of the toxin.

A seguir, analisaram-se lisados sonicados de cada uma das cinco toxinas quiméricas da segunda geração (figura 3A) para neutralização in vitro pelo anticorpo monoclonal 11E10. O anticorpo neutralizou a toxina quimérica que continha as regiões A, B e C (Stx1 +ABC) para aproximadamente 65% do nível da neutralização de Stx2. Em contraste, as toxinas quiméricas que continham apenas as regiões A e B (Stx1 +AB) ou A e C (Stx1 +AC) foram neutralizadas para cerca de metade do nível de neutralização da quimera Stx1 +ABC (figura 3C). Nenhuma neutralização apreciável por 11E10 foi observada contra as toxinas quiméricas Stx1 +A ou Stx1 +BC (aproximadamente 6,9 e 4,3% respectivamente). Como a neutralização mais extensa (>50%) das toxinas quiméricas exigiu as regiões A, B e C de Stx2, concluímos que todas as três regiões (A, B e C) são necessárias para neutralização > 50% por 11E10.Next, sonicated lysates from each of the five second generation chimeric toxins (figure 3A) were analyzed for in vitro neutralization by monoclonal antibody 11E10. The antibody neutralized the chimeric toxin that contained regions A, B and C (Stx1 + ABC) to approximately 65% of the level of neutralization of Stx2. In contrast, chimeric toxins that contained only regions A and B (Stx1 + AB) or A and C (Stx1 + AC) were neutralized to about half the level of neutralization of the chimera Stx1 + ABC (figure 3C). No appreciable neutralization by 11E10 was observed against the chimeric toxins Stx1 + A or Stx1 + BC (approximately 6.9 and 4.3% respectively). As the more extensive neutralization (> 50%) of the chimeric toxins required Stx2 regions A, B and C, we concluded that all three regions (A, B and C) are necessary for neutralization> 50% by 11E10.

Western blot e resultados do ensaio de neutralização in vitro com Stx2 e variantes de Stx2 e o anticorpo monoclonal 11E10.Western blot and results of the in vitro neutralization assay with Stx2 and variants of Stx2 and monoclonal antibody 11E10.

Para determinar quais variantes de Stx2 poderíam ser reconhecidas e/ou neutralizadas por 11E10, Stx1, Stx2, ou as variantes de Stx2 (Stx2c, Stx2d, Stx2dact e Stx2e) foram analisados por Western blot. Stx2 e todas as variantes de Stx2 foram reconhecidas por 11E10, embora Stx2e tenha sido detectado em uma extensão muito menor (figura 4A, painel inferior). Esta detecção fraca de Stx2e por 11E10 no formato Western blot é consistente com o relatório anterior de que 11E10 foi incapaz de detectar as cepas produtoras de Stx2e por blot de colônia (Perera et al., supra). Stx2e tem duas diferenças nos aminoácidos conservadores na região B em comparação com Stx2 (AHISL (SEQ ID N°: 19) em vez de THISV (SEQ ID N°: 2)). Há também várias diferenças na sequência de aminoácidos imediatamente adjacente à região A. (não mostrada) Conjecturou-se que essas diferenças podem ser responsáveis pelo reconhecimento reduzido de Stx2e por 11E10 emTo determine which variants of Stx2 could be recognized and / or neutralized by 11E10, Stx1, Stx2, or the variants of Stx2 (Stx2c, Stx2d, Stx2dact and Stx2e) were analyzed by Western blot. Stx2 and all variants of Stx2 were recognized by 11E10, although Stx2e was detected to a much lesser extent (figure 4A, bottom panel). This weak detection of Stx2e by 11E10 in the Western blot format is consistent with the previous report that 11E10 was unable to detect the Stx2e producing strains by colony blot (Perera et al., Supra). Stx2e has two differences in conservative amino acids in region B compared to Stx2 (AHISL (SEQ ID N °: 19) instead of THISV (SEQ ID N °: 2)). There are also several differences in the amino acid sequence immediately adjacent to region A. (not shown) It has been conjectured that these differences may be responsible for the reduced recognition of Stx2e by 11E10 in

52/5852/58

Western blot.Western blot.

Quando a capacidade de neutralização do anticorpo monoclonal 11E10 para as toxinas variantes de Stx2 foi avaliada, descobriu-se que 11E10 neutralizou todas as toxinas variantes de Stx2 para mais de ou 60% do nível de neutralização de Stx2 (figura 4B). Surpreendeu-se com o nível de neutralização observado por 11E10 de Stx2e em razão do reconhecimento limitado de Stx2e por 11E10 no formato Western blot (figura 4A, painel inferior). No entanto, a neutralização de Stx2e por 11E10 neste estudo está de acordo com o resultado anterior, que mostrou que 11E10 neutraliza parcialmente Stx2e (Perera et al., supra).When the neutralizing ability of monoclonal antibody 11E10 to the variant toxins of Stx2 was assessed, it was found that 11E10 neutralized all variant toxins of Stx2 to more than or 60% of the level of neutralization of Stx2 (figure 4B). We were surprised by the level of neutralization observed by 11E10 of Stx2e due to the limited recognition of Stx2e by 11E10 in the Western blot format (figure 4A, bottom panel). However, the neutralization of Stx2e by 11E10 in this study is in agreement with the previous result, which showed that 11E10 partially neutralizes Stx2e (Perera et al., Supra).

Resposta imune e de proteção de Stx1 +ABC toxoide em camundongos.Immune and protective response of Stx1 + ABC toxoid in mice.

A seguir, procurou-se determinar se um derivado toxoide da molécula híbrida Stx1 +ABC podería provocar uma resposta soroneutralizante ou de proteção para Stx2 em camundongos. Grupos de camundongos foram imunizados com o toxoide quimérico ou PBS como controle. Soro de cinco camundongos toxoide-imunizados e cinco camundongos imunizados com PBS foram então avaliados por uma resposta neutralizante anti-Stx1. Nenhum dos soros dos camundongos imunizados com PBS continha atividade neutralizante de Stx1. Como esperado a partir de estudos anteriores, todos os cinco camundongos imunizados com toxoide tinham anticorpos neutralizantes direcionados contra Stx1 (Smith et al. (2006) Vaccine 24:4122-4129, Wen et al., supra). O título de neutralização médio anti-Stx1 para o soro destes cinco camundongos foi de 4,0 ± 0,9 log acima do fundo. Onze dos soros dos 34 camundongos imunizados com toxoide restantes tiveram alguma resposta neutralizante para Stx2, enquanto nenhum dos soros dos 29 camundongos imunizados com PBS exibiu qualquer resposta anti-Stx2 (dados não mostrados).Next, we sought to determine whether a toxoid derivative of the hybrid molecule Stx1 + ABC could cause a seroneutralizing or protective response to Stx2 in mice. Groups of mice were immunized with the chimeric toxoid or PBS as a control. Serum from five toxoid-immunized mice and five mice immunized with PBS were then evaluated by a neutralizing anti-Stx1 response. None of the mice sera immunized with PBS contained neutralizing activity of Stx1. As expected from previous studies, all five mice immunized with toxoid had neutralizing antibodies directed against Stx1 (Smith et al. (2006) Vaccine 24: 4122-4129, Wen et al., Supra). The mean anti-Stx1 neutralization titer for the serum of these five mice was 4.0 ± 0.9 log above the bottom. Eleven of the sera from the 34 remaining toxoid-immunized mice had some neutralizing response to Stx2, while none of the sera from the 29 PBS-immunized mice exhibited any anti-Stx2 response (data not shown).

Duas semanas após o impulso final, cinco camundongos de controle negativo e cinco camundongos imunizados com toxoide foram desafiados por via intraperitoneal com 10 LD50s de Stx1. Todos os camundongos de controle negativo morreram, enquanto todos os camundongos imunizaTwo weeks after the final impulse, five negative control mice and five toxoid-immunized mice were challenged intraperitoneally with 10 LD50s of Stx1. All the negative control mice died, while all the mice immunized

53/58 dos com toxoide sobreviveram ao desafio letal (Tabela 3), como previsto a partir dos resultados de um estudo anterior (Smith et al. supra, Wen et al., supra). Além disso, a sobrevivência dos camundongos imunizados com toxoide que foram desafiados com Stx1 foi diretamente correlacionada com os títulos de neutralização in vitro daqueles camundongos.53/58 of toxoids survived the lethal challenge (Table 3), as predicted from the results of a previous study (Smith et al. Supra, Wen et al., Supra). In addition, the survival of mice immunized with toxoid that were challenged with Stx1 was directly correlated with the in vitro neutralization titers of those mice.

Tabela 3. Proteção de camundongos imunizados contra um desafio letal com Stx1 ou Stx2.Table 3. Protection of immunized mice against a lethal challenge with Stx1 or Stx2.

Grupo Group Camundongos imunizados com: Mice immunized with: Camundon- Camundon- Número de camundongos sobreviventes/número total de camundongos (sobrevivência percentual) Number of surviving mice / total number of mice (percentage survival) gos dos ld50·los 50 · desafiacom 10 sbde:challenge 10 sb from: A THE PBS PBS Stx1 Stx1 0/5 0/5 B B toxoide Stx1 +ABC toxoid Stx1 + ABC Stx1 Stx1 5/5 5/5 C Ç PBS PBS Stx2 Stx2 6/29 (20,7 %) 6/29 (20.7%) D D toxoide Stx1 +ABC toxoid Stx1 + ABC Stx2 Stx2 12/34 (35,3 %)c 12/34 (35.3%) c

a O LD5o foi previamente determinado como sendo 125 e 1 ng/camundongo para Stx1 e Stx2 respectivamente. a LD 5 o was previously determined to be 125 and 1 ng / mouse for Stx1 and Stx2 respectively.

b O peso médio dos camundongos quando eles foram desafiados foi de 47,1 g. b The average weight of the mice when challenged was 47.1 g.

c O ensaio exato de Fisher foi usado para comparar as proporções que sobreviveram nos grupos C e D e o valor de p foi de 0,2667. c Fisher's exact test was used to compare the proportions that survived in groups C and D and the p-value was 0.2667.

Como títulos de anticorpos de baixa neutralização de Stx2 foram observados no grupo imunizado com toxoide, optamos por desafiar o resto dos camundongos com apenas 5 LD50s de stx2. Seis dos 29 camundongos de controle negativo (20,7%) sobreviveram ao desafio com Stx2, enquanto 12 dos 34 camundongos imunizados com toxoide (35,3%) sobreviveram (Tabela 3), uma descoberta que, embora não estatisticamente significativa, sugere que o toxoide quimérico pode ter fornecido alguma proteção contra Stx2.As low neutralizing antibody titers of Stx2 were observed in the toxoid-immunized group, we opted to challenge the rest of the mice with only 5 LD50s of stx2. Six of the 29 negative control mice (20.7%) survived the challenge with Stx2, while 12 of the 34 toxoid-immunized mice (35.3%) survived (Table 3), a finding that, although not statistically significant, suggests that the chimeric toxoid may have provided some protection against Stx2.

Ensaio in vitro de inibição da síntese proteica.In vitro protein synthesis inhibition assay.

A conclusão de que o epitopo 11E10 parecia consistir em laços de superfície em torno da fenda do sítio ativo de Stx2 nos levou a supor que 11E10 pode neutralizar Stx2 bloqueando a capacidade da toxina e.m inibir a síntese de proteínas. Por isso, avaliou-se se o anticorpo monoclonal 11E10The conclusion that the 11E10 epitope appeared to consist of surface loops around the crack in the Stx2 active site led us to assume that 11E10 can neutralize Stx2 by blocking the toxin's ability to inhibit protein synthesis. Therefore, it was evaluated whether the monoclonal antibody 11E10

54/58 poderia neutralizar os efeitos de inativação de ribossomos de Stx2 em urn ensaio de síntese de proteína de reticulócitos de coelho ao qual mRNA de luciferase foi adicionado. Foi escolhida uma concentração de toxina que diminuiu o sinal da proteína repórter de luciferase em aproximadamente 60% em comparação com o sinal medido quando nenhuma toxina foi adicionada (figura 5). A adição de 11E10 ao ensaio permitiu que a síntese de proteínas ocorresse no lisato de reticulócitos de coelho mesmo quando Stx2 estava presente, enquanto que o anticorpo isotipo-pareado irrelevante não (figura 5).54/58 could counteract the effects of Stx2 ribosome inactivation in a rabbit reticulocyte protein synthesis assay to which luciferase mRNA has been added. A toxin concentration was chosen which decreased the signal from the luciferase reporter protein by approximately 60% compared to the signal measured when no toxins were added (figure 5). The addition of 11E10 to the assay allowed protein synthesis to occur in rabbit reticulocyte lysate even when Stx2 was present, whereas irrelevant isotype-matched antibody was not (figure 5).

O anticorpo monoclonal 11E10 altera a distribuição global de Stx2 em células VeroMonoclonal antibody 11E10 alters the global distribution of Stx2 in Vero cells

Embora tenha-se concluído que o anticorpo monoclonal 11E10 impediu a inibição da síntese proteica por Stx2 no ensaio in vitro de síntese proteica, há ainda a hipótese de que 11E10 pode impedir Stx2 de alcançar os ribossomos no citoplasma de células Vero intoxicadas. Por isso, procurou-se determinar se o anticorpo monoclonal 11E10 altera a localização de Stx2 em células-alvo. (Já havíamos descoberto anteriormente que Stx2 ligado a 11E10 poderia se ligar a células Vero e que 11E10 poderia se anexar a Stx2 ligado a células Vero (dados não mostrados)). Stx2 foi misturado com 11E10 ou PBS e a mistura anticorpo/toxina ou PBS/toxina foi incubada com células Vero. A distribuição de Stx2 nas células-alvo foi então visualizada com anticorpos policlonais de coelho anti-Stx2 e um anticorpo secundário anti-lgG de coelho marcado com fluoróforo (figura 6). Stx2 pareceu ser distribuído por todo o citoplasma na ausência de 11E10 (figura 6A), mas pareceu manter-se concentrado em grande parte de corpos perinucleares na presença de 11E10 (figura 6B). Quando as células incubadas com a mistura toxina/11E10 foram coradas com IgG anticamundongos, 11E10 foi observado nas mesmas estruturas puntiformes perinucleares que Stx2 (figura 6C). O anticorpo monoclonal 11E10 não foi capaz de entrar nas células na ausência da toxina (figura 6D). A localização de Stx2 ligado a 11E10 dentro de corpos puntiformes em torno do núcleo sugeriu que o complexo anticorpo-toxina entrou na célula, mas não trafegou para o citoplasma. Por isso, perguntamosAlthough it was concluded that the monoclonal antibody 11E10 prevented inhibition of protein synthesis by Stx2 in the in vitro protein synthesis assay, there is still the hypothesis that 11E10 may prevent Stx2 from reaching the ribosomes in the cytoplasm of intoxicated Vero cells. Therefore, we sought to determine whether the monoclonal antibody 11E10 changes the location of Stx2 in target cells. (We had previously discovered that Stx2 linked to 11E10 could bind to Vero cells and that 11E10 could attach to Stx2 linked to Vero cells (data not shown)). Stx2 was mixed with 11E10 or PBS and the antibody / toxin or PBS / toxin mixture was incubated with Vero cells. The distribution of Stx2 in the target cells was then visualized with rabbit polyclonal anti-Stx2 antibodies and a secondary fluorophore-labeled rabbit anti-IgG antibody (figure 6). Stx2 appeared to be distributed throughout the cytoplasm in the absence of 11E10 (figure 6A), but appeared to remain concentrated in a large part of perinuclear bodies in the presence of 11E10 (figure 6B). When the cells incubated with the toxin / 11E10 mixture were stained with anti-mouse IgG, 11E10 was observed in the same perinuclear punctate structures as Stx2 (figure 6C). Monoclonal antibody 11E10 was unable to enter cells in the absence of the toxin (Figure 6D). The location of 11x10-linked Stx2 within punctate bodies around the nucleus suggested that the antibody-toxin complex entered the cell, but did not travel to the cytoplasm. So we ask

55/58 se Stx2 ou Stx2 ligado a 11E10 foi localizado em endossomos novos por imunocoloração das células intoxicadas com o anticorpo monoclonal marcador precoce do endossomo EEE-1. Descobriu-se que a maior parte de Stx2 em células intoxicadas com Stx2 ligado a 11E10 foi co-localizada com o marcador precoce de endossomo (figura 6E-G), como mostrado por uma coloração amarelo-alaranjada quando os padrões de coloração foram sobrepostos. Em contraste, quando as células Vero foram incubadas com Stx2 sozinho, a toxina foi encontrada por todo o citoplasma e apenas uma pequena quantidade foi co-localizada com o marcador precoce de endossomo (figura 6H-J).55/58 if Stx2 or Stx2 linked to 11E10 was located in new endosomes by immunostaining the cells intoxicated with the EEE-1 endosome marker early monoclonal antibody. Most Stx2 in cells intoxicated with 11E10-linked Stx2 was found to be co-localized with the early endosome marker (Figure 6E-G), as shown by a yellow-orange stain when the staining patterns overlapped. In contrast, when Vero cells were incubated with Stx2 alone, the toxin was found throughout the cytoplasm and only a small amount was co-located with the early endosome marker (figure 6H-J).

DiscussãoDiscussion

Os resultados demonstram que o epitopo do anticorpo monoclonal 11E10 é conformacional e inclui três regiões não lineares na subunidade A Stx2 que aparecem perto do sítio ativo da toxina na estrutura cristalina (ver figura 2C). A estratégia para identificar o epitopo 11E10 envolveu a geração de toxinas quiméricas Stx1/Stx2 e foi baseada na suposição de que a colocação de sequências de Stx2 na estrutura principal Stx1 manteria a estrutura tridimensional terciária do epitopo do anticorpo e permitir o reconhecimento pelo anticorpo monoclonal 11E10. Descobriu-se que a região mínima de StxA2 que permitiu reconhecimento por 11E10 na análise Western consistiu em apenas oito aminoácidos Stx2 (42NHTPPGSY49) (SEQ ID N°: 1). No entanto, os Stx1/Stx2 quiméricos com apenas esses 8 aminoácidos de Stx2 (região A) não foram neutralizados pelo anticorpo monoclonal 11E10. Como 11E10 neutraliza Stx2, consideramos que os 8 aminoácidos que tinha-se identificado consistiam em uma região crítica do epitopo 11E10, mas não compreendem o epitopo de neutralização completo. Analisaram-se ainda as diferenças nas sequências de aminoácidos e nas estruturas cristalinas de Stx1 e Stx2 para tentar identificar regiões adicionais em Stx2 que podem estar envolvidas no reconhecimento e neutralização de 11E10. Mediante estas comparações, foram identificados mais dois segmentos de Stx2 que poderiam contribuir potencialmente para o epitopo 11E10. De fato, descobriu-se que todas as três regiões foram necessárias para o reconhecimentoThe results demonstrate that the 11E10 monoclonal antibody epitope is conformational and includes three non-linear regions in the A Stx2 subunit that appear close to the active toxin site in the crystalline structure (see figure 2C). The strategy to identify the 11E10 epitope involved the generation of chimeric Stx1 / Stx2 toxins and was based on the assumption that the placement of Stx2 sequences in the Stx1 backbone would maintain the tertiary three-dimensional structure of the antibody epitope and allow recognition by the 11E10 monoclonal antibody . The minimal StxA2 region that allowed recognition by 11E10 in the Western analysis was found to consist of only eight Stx2 amino acids (42NHTPPGSY49) (SEQ ID NO: 1). However, chimeric Stx1 / Stx2 with only these 8 Stx2 amino acids (region A) were not neutralized by monoclonal antibody 11E10. As 11E10 neutralizes Stx2, we consider that the 8 amino acids that had been identified consisted of a critical region of the 11E10 epitope, but do not comprise the complete neutralization epitope. Differences in the amino acid sequences and crystal structures of Stx1 and Stx2 were also analyzed to try to identify additional regions in Stx2 that may be involved in the recognition and neutralization of 11E10. Through these comparisons, two more Stx2 segments were identified that could potentially contribute to the 11E10 epitope. In fact, it turned out that all three regions were necessary for the recognition

56/58 e neutralização mais completos por 11E10 quando essas regiões foram utilizadas para substituir os segmentos correspondentes em Stx1.56/58 and more complete neutralization by 11E10 when these regions were used to replace the corresponding segments in Stx1.

A conclusão de que epítopo de neutralização 11E10 completo compreende três regiões não contínuas em Stx2 é talvez surpreendente, porque o anticorpo monoclonal reconhece Stx2 sob condições supostamente de desnaturação de um Western blot. Várias explicações para esta última observação são concebíveis. Estas possibilidades incluem que uma reatividade de Western é principalmente devido à interação de 11E10 com a região A (42NHTPPGSY49) ou aquele redobramento parcial da subunidade A ocorre durante o processo de Western blot, como observou-se para o anticorpo monoclonal 13C4 em outro estudo (Smith et al. (2006) Infect. Immun. 74:6992-6998).The conclusion that the complete 11E10 neutralization epitope comprises three non-continuous regions in Stx2 is perhaps surprising, because the monoclonal antibody recognizes Stx2 under conditions of denaturation of a Western blot. Several explanations for this latter observation are conceivable. These possibilities include that a Western reactivity is mainly due to the interaction of 11E10 with region A (42NHTPPGSY49) or that partial refolding of subunit A occurs during the Western blot process, as was observed for monoclonal antibody 13C4 in another study ( Smith et al. (2006) Infect. Immun. 74: 6992-6998).

As sequências das alças de três superfícies que formam o epítopo de neutralização de anticorpo monoclonal 11E10 monoclonal em Stx2 são conservadas entre os variantes de Stx2. Existem alguns aminoácidos que se diferem dentre aquelas regiões em Stx2d e Stx2e, duas toxinas que raramente são encontradas em isolados humanos (Melton-Celsa et al. (2005), supra). No entanto, o anticorpo monoclonal 11E10 não detectou e parcialmente neutralizou a atividade de citotoxicidade de Stx2 e todos os variantes de Stx2 analisados neste relatório (Stx2c, Stx2d, Stx2dact, e Stx2e). A descoberta de que Stx2e é neutralizado por 11E10 em células Vero, mas pouco reconhecida no formato Western em comparação com Stx2 pode indicar que as sequências na região B que são diferentes entre Stx2 e Stx2e são mais importantes por reconhecimento no Western blot do que por neutralização. No entanto, o fato de que 11E10 possui a capacidade de neutralizar todas estas toxinas variantes sugerem que pode ser um bom candidato para o tratamento de doença mediada por Stx2 e toxinas relacionadas com Stx2 em seres humanos. De fato, descobriu-se que 11E10 é protetor em um modelo de doença de toxemia (Stx2) (Sauter et al. (2008) Infect. Immun. 76:4469-4478) e um modelo de camundongo da doença alimentados por via oral com uma cepa que produz Stx2dact (Edwards et al., supra). Atualmente envolveram-se em uma avaliação laboratorial em curso da versãoThe sequences of the handles of three surfaces that form the neutralizing epitope of monoclonal antibody 11E10 monoclonal in Stx2 are conserved among the variants of Stx2. There are some amino acids that differ between those regions in Stx2d and Stx2e, two toxins that are rarely found in human isolates (Melton-Celsa et al. (2005), supra). However, monoclonal antibody 11E10 did not detect and partially neutralized the cytotoxicity activity of Stx2 and all variants of Stx2 analyzed in this report (Stx2c, Stx2d, Stx2dact, and Stx2e). The discovery that Stx2e is neutralized by 11E10 in Vero cells, but little recognized in Western format compared to Stx2, may indicate that sequences in region B that are different between Stx2 and Stx2e are more important by recognition in Western blot than by neutralization . However, the fact that 11E10 has the ability to neutralize all of these variant toxins suggests that it may be a good candidate for the treatment of Stx2-mediated disease and Stx2-related toxins in humans. In fact, 11E10 was found to be protective in a model of toxemia disease (Stx2) (Sauter et al. (2008) Infect. Immun. 76: 4469-4478) and a mouse model of the disease fed orally with a strain that produces Stx2d ac t (Edwards et al., supra). Currently involved in an ongoing laboratory evaluation of the version

57/58 humanizada de 11E10, caStx2, na qual a Fase I dos testes de segurança que foi concluída (Dowling et al., supra). Tentou-se proteger ratos do desafio com Stx2 pela imunização com a molécula Stx1 toxoide quimérica que continha apenas os 29 aminoácidos de Stx2 que compreendem o epítopo 11E10. Descobriu-se que embora os camundongos imunizados aumentassem uma resposta protetora contra a Stx1, apenas alguns dos camundongos geraram anticorpos neutralizadores de Stx2, e estes eram de baixa titulação. A resposta para Stx2 pode ter sido melhorada com reforços adicionais de toxoide quimérico.57/58 humanized 11E10, caStx2, in which Phase I of the safety tests has been completed (Dowling et al., Supra). We attempted to protect mice from the challenge with Stx2 by immunization with the chimeric toxoid Stx1 molecule that contained only the 29 amino acids of Stx2 that comprise the 11E10 epitope. It was found that although the immunized mice increased a protective response against Stx1, only a few of the mice generated neutralizing antibodies to Stx2, and these were of low titre. The response to Stx2 may have been improved with additional boosters of chimeric toxoid.

Descobriu-se que 11E10 bloqueou a atividade enzimática da Stx2 in vitro, um fato que previu-se com base na proximidade do epítopo 11E10 ao local de toxina ativa. Observou-se ainda que 11E10 alterou a distribuição geral de toxina dentro da célula, uma descoberta que é semelhante aos dados sobre a neutralização de Stx2 por um anticorpo monoclonal de StxA2 diferente, 5C12, conforme relatado por Krautz-Peterson et al. ((2008) Infect. Immun. 76:1931-1939). Estes pesquisadores concluíram que, quando o anticorpo monoclonal de 5C12 se liga em StxA2 altera o padrão de tráfico intracelular da toxina (Krautz-Peterson et al, supra). Os dados indicam que uma vez que o complexo 11E10/Stx2 se liga para entrar na célula hospedeira, o anticorpo pode evitar o tráfico de toxinas para os ribossomos-alvo no citosol. No entanto, desde que foi demonstrado que 11E10 impediu a função enzimática da toxina in vitro, previu-se que, se a subunidade A de Stx2 complexada com 11E10 atingir o seu alvo enzimática no citosol, a toxina não seria capaz de matar a célula.11E10 was found to block Stx2 enzymatic activity in vitro, a fact that was predicted based on the proximity of the 11E10 epitope to the active toxin site. It was also observed that 11E10 altered the overall distribution of toxin within the cell, a finding that is similar to the data on neutralizing Stx2 by a different StxA2 monoclonal antibody, 5C12, as reported by Krautz-Peterson et al. ((2008) Infect. Immun. 76: 1931-1939). These researchers concluded that when the 5C12 monoclonal antibody binds to StxA2 it alters the pattern of intracellular trafficking of the toxin (Krautz-Peterson et al, supra). The data indicate that once the 11E10 / Stx2 complex binds to enter the host cell, the antibody can prevent the trafficking of toxins to the target ribosomes in the cytosol. However, since 11E10 was shown to prevent the enzyme function of the toxin in vitro, it was predicted that if the 11x10-complexed Stx2 subunit reached its enzymatic target in the cytosol, the toxin would not be able to kill the cell.

Outras ModalidadesOther Modalities

Várias modificações e variações dos métodos descritos e composições da invenção serão evidentes para as pessoas versadas na técnica sem se afastar do escopo e dos princípios da invenção. Embora a invenção seja descrita em conexão com as específicas modalidades desejadas, devese compreender que a invenção, tal como reivindicada não deve ser indevidamente limitada a tais modalidades específicas.Various modifications and variations of the described methods and compositions of the invention will be evident to persons skilled in the art without departing from the scope and principles of the invention. Although the invention is described in connection with the specific desired embodiments, it should be understood that the invention, as claimed, should not be unduly limited to such specific embodiments.

Todas as patentes, pedidos de patentes e publicações mencioAll patents, patent applications and publications mention

58/58 nadas neste relatório estão aqui incorporadas por referência, na mesma medida, como se cada publicação independente fosse específica e individualmente incorporada por referência.58/58 in this report are incorporated by reference, to the same extent, as if each independent publication were specifically and individually incorporated by reference.

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Claims (11)

REIVINDICAÇÕES 1. Polipeptídeo purificado, caracterizado pelo fato de que compreende:1. Purified polypeptide, characterized by the fact that it comprises: (i) SEQ ID NO: 1;(i) SEQ ID NO: 1; (ii) SEQ ID NOs: 1 e 2; ou (iii) SEQ ID NOs: 1,2, e 3;(ii) SEQ ID NOs: 1 and 2; or (iii) SEQ ID NOs: 1,2, and 3; e uma estrutura de proteína não Stx2, em que as referidas SEQ ID NO: 1, SEQ ID NOs: 1 e 2, ou SEQ ID NOs: 1, 2, e 3 são inseridas em tal estrutura de proteína não Stx2,e em que tal polipeptídeo apresenta a antigenicidade de Stx2.and a non-Stx2 protein structure, wherein said SEQ ID NO: 1, SEQ ID NOs: 1 and 2, or SEQ ID NOs: 1, 2, and 3 are inserted into such a non-Stx2 protein structure, and where such polypeptide has the antigenicity of Stx2. 2. Polipeptídeo purificado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida estrutura é a subunidade A de Stx1.2. Purified polypeptide according to claim 1, characterized in that said structure is the A subunit of Stx1. 3. Polipeptídeo purificado de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende uma sequência de aminoácidos apresentando a sequência de aminoácidos estabelecida na SEQ ID NO: 8.Purified polypeptide according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises an amino acid sequence having the amino acid sequence established in SEQ ID NO: 8. 4. Polipeptídeo purificado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de ser toxoidado.Purified polypeptide according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is toxoided. 5. Célula hospedeira, caracterizada pelo fato de que expressa o polipeptídeo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que a célula hospedeira é um microrganismo.5. Host cell, characterized by the fact that it expresses the polypeptide as defined in any of claims 1 to 4, wherein the host cell is a microorganism. 6. Uso de um polipeptídeo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de ser em um método para a produção de um anticorpo anti-Stx2 que se liga especificamente ao epítopo 11E10 da proteína tipo 2 (Stx2) da toxina Shiga, o referido método compreendendo as etapas de:Use of a polypeptide as defined in any of claims 1 to 4, characterized in that it is in a method for the production of an anti-Stx2 antibody that specifically binds to the toxin type 2 (Stx2) 11E10 epitope of the toxin Shiga, the referred method comprising the steps of: a) imunização de mamíferos com um dos polipeptídeos como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 4; ea) immunization of mammals with one of the polypeptides as defined in any one of claims 1 to 4; and b) purificação do referido anticorpo anti-Stx2 que se liga especificamente ao epítopo 11E10 da proteína Stx2 a partir do tecido de um mamífero ou de um hibridoma feito com o uso de tal tecido; e opcionalmente,b) purifying said anti-Stx2 antibody that specifically binds the 11x10 epitope of the Stx2 protein from mammalian tissue or a hybridoma made using such tissue; and optionally, c) triagem do referido anticorpo contra Stx2 e Stx1 em um ensaio de neutralização in vitro, em que um anticorpo que neutraliza ao menos 50% c) screening of said antibody against Stx2 and Stx1 in an in vitro neutralization assay, in which an antibody that neutralizes at least 50% Petição 870190087704, de 06/09/2019, pág. 7/14Petition 870190087704, of 09/06/2019, p. 7/14 2/2 do efeito citotóxico de Stx2 é um anticorpo anti-Stx2 que se liga especificamente ao epítopo 11E10 da proteína Stx2.2/2 of the cytotoxic effect of Stx2 is an anti-Stx2 antibody that specifically binds to the 11E10 epitope of the Stx2 protein. 7. Polipeptídeo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que é para uso como medicamento.7. Polypeptide according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is for use as a medicine. 55 8. Polipeptídeo de acordo com qualquer uma das reivindicações8. Polypeptide according to any one of the claims 1 a 4, caracterizado pelo fato de que é para tratar ou prevenir uma doença associada à toxina Shiga em um indivíduo.1 to 4, characterized by the fact that it is to treat or prevent a disease associated with Shiga toxin in an individual. 9. Polipeptídeo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a referida doença associada à toxina Shiga é uma infecção9. Polypeptide according to claim 8, characterized by the fact that said disease associated with the Shiga toxin is an infection 10 por E. coli ou S. dysenteriae.10 by E. coli or S. dysenteriae. 10. Composição para estimular uma resposta imune contra Stx2, caracterizada pelo fato de que compreende um carreador farmaceuticamente aceitável e pelo menos um polipeptídeo purificado como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.10. Composition for stimulating an immune response against Stx2, characterized in that it comprises a pharmaceutically acceptable carrier and at least one purified polypeptide as defined in any one of claims 1 to 4. 15 11. Uso de um polipeptídeo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que é para a preparação de uma composição para o tratamento ou prevenção de uma doença associada à toxina de Shiga.11. Use of a polypeptide as defined in any of claims 1 to 4, characterized by the fact that it is for the preparation of a composition for the treatment or prevention of a disease associated with Shiga toxin.
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